离心风机叶轮附加小叶片长度的优化研究

摘要

利用NUMECA软件对G4-73No．8D型离心通风机进行了内部流场的三维数值模拟和流动分析，结果表明，风机叶轮出口处存在着明显的射流一尾流结构，导致风机的性能下降；为削弱这一结构对风机性能的影响，对风机叶轮加装不同长度小叶片进行了数值模拟，并依据叶轮流场的改善情况，确定了小叶片的优化长度。在此基础上，进行了叶轮加装小叶片前、后，风机性能及噪声的实验研究，结果表明，改进后的风机全压明显提升，高效区有小幅加宽，其额定工况下的效率有所提高。

目录

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声明

第一章引言

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本课题的研究内容和研究方法

1.4 CFD技术的发展及其在叶轮机械中的应用

第二章数值计算的理论基础

2.1控制方程

2.1.1质量守恒方程

2.1.2动量守恒方程

2.1.3能量守恒方程

2.1.4状态方程

2.2湍流模型

2.2.1湍流的研究方法

2.2.2湍流粘性系数模型

2.2.3湍流模型的选择

2.3求解方法

2.3.1空间离散

2.3.2时间积分

2.4收敛技术

2.4.1当地时间步长

2.4.2隐式残差光顺技术

2.4.3多重网格技术

第三章网格生成技术与风机模型建立

3.1网格生成技术

3.1.1 CFD中的网格生成技术

3.1.2 NUMECA软件的网格生成功能

3.2计算区域与计算网格的生成

3.2.1集流器与叶轮模型及网格生成

3.2.2蜗壳参数与网格生成

3.3计算区域各部分网格的连接

第四章离心风机流场数值模拟及小叶片长度优化

4.1数值模拟计算

4.1.1计算方法

4.1.2边界条件设定

4.1.3初始值设定

4.1.4收敛判据

4.1.5其他参数设定

4.2计算结果分析及小叶片长度优化

4.2.1原叶轮内部流动分析

4.2.2叶轮结构优化

4.2.3不同长度小叶片对风机的性能影响

第五章离心风机性能及噪声实验

5.1离心风机实验台布置

5.2风机性能参数的测量及计算方法

5.2.1流量测量

5.2.2全压测量

5.2.3有效功率计算

5.2.4轴功率及效率计算

5.2.5雷诺数计算

5.2.6性能换算

5.3离心风机性能实验结果分析

5.4离心风机噪声实验

5.4.1噪声理论

5.4.2测量方法

5.4.3不同调节方式下的风机噪声特性

5.4.4风机改进前后噪声实验

第六章结论与展望

6.1结论

6.2研究展望

参考文献

致 谢

附 录

在学期间发表的学术论文和参加科研情况