直流式风洞风扇段三维流场特性分析

摘要

针对某直流低速风洞风扇段的三维流场特性,研究了风扇系统中风扇、整流罩、止旋片三种部件对风扇段三维流场特性的影响情况.对比并分析只有风扇、有风扇与整流罩、有整流罩和风扇以及止旋片的三种结构的风扇系统对于风扇段内部流场速度分布、出口处湍流强度以及流场迹线的影响,研究发现:整流罩、止旋片两个部件对于风扇段内部流场质量具有显著的提升作用.对比并分析风扇叶片数依次为5、7、9,风扇安装角依次是35°、40°、45°,整流罩及止旋片结构不变情况下的共9组风扇系统模型对风扇段内部流场压力分布、速度分布以及流场流线等气动特性的影响,研究发现:风扇叶片安装角为35°,叶片数为5时风扇段内部流场特性最好,安装角为35°,叶片数为5是扇叶的最终选择参数.最后,针对叶片数为5,安装角35°结构的扇叶进行流固耦合分析,模拟仿真发现风扇5个叶片受力情况一致,其中叶尖部位的变形量最大,最大应力集中在叶根部位,符合风洞设计要求.