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多翼离心风机数值计算及改进设计研究 被引量:29
1
作者 韩非非 席德科 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第8期992-996,共5页
运用计算流体动力学软件Fluent对多翼离心风机进行数值计算。计算结果与试验结果的对比表明了数值计算具有较好的准确性和可信度。采用数值计算的方法,以提高风机性能为目的,对影响多翼离心风机性能的几何参数,如叶片型线、叶片数、叶... 运用计算流体动力学软件Fluent对多翼离心风机进行数值计算。计算结果与试验结果的对比表明了数值计算具有较好的准确性和可信度。采用数值计算的方法,以提高风机性能为目的,对影响多翼离心风机性能的几何参数,如叶片型线、叶片数、叶片进出口安装角、蜗壳内壁型线、蜗舌等进行研究,得到了各参数对多翼离心风机性能影响的一些规律并据此提出改进方案。改进后的风机与原型相比,性能更加优良,达到了改进的目的。 展开更多
关键词 离心风机 数值计算 改进设计 FLUENT
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多翼离心风机的内流特性及其噪声研究 被引量:25
2
作者 王嘉冰 区颖达 《流体机械》 CSCD 2004年第4期29-33,共5页
结合多翼离心风机各个组成部件的结构特点 ,回顾了近年来国内外有关多翼离心风机的内流特性及其噪声的研究现状。气流分布不均匀 ,风机前盘涡流区域、叶道的边界层分离以及从蜗壳逆行回到叶轮进口的回流是影响多翼离心风机性能的主要因... 结合多翼离心风机各个组成部件的结构特点 ,回顾了近年来国内外有关多翼离心风机的内流特性及其噪声的研究现状。气流分布不均匀 ,风机前盘涡流区域、叶道的边界层分离以及从蜗壳逆行回到叶轮进口的回流是影响多翼离心风机性能的主要因素。在试验研究的同时 ,采用CFD手段进一步深入研究多翼离心风机内流场特征 ,并在风机设计时反映上述影响因素 ,从而有效地提高风机效率、降低风机噪声 。 展开更多
关键词 离心风机 内流 噪声 性能 综述
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仿鸮翼前缘蜗舌对多翼离心风机气动性能和噪声的影响 被引量:25
3
作者 刘小民 李烁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期14-20,33,共8页
针对某多翼离心风机,受鸮类翅膀前缘结构的启发,设计了一种新型降噪结构——仿鸮翼前缘蜗舌。基于逆向工程方法,通过提取长耳鸮翅膀气动性能较好的40%翼展方向上的翅膀剖面型线,对风机蜗舌进行了仿生降噪重构设计,并分别对原型风机和仿... 针对某多翼离心风机,受鸮类翅膀前缘结构的启发,设计了一种新型降噪结构——仿鸮翼前缘蜗舌。基于逆向工程方法,通过提取长耳鸮翅膀气动性能较好的40%翼展方向上的翅膀剖面型线,对风机蜗舌进行了仿生降噪重构设计,并分别对原型风机和仿生蜗舌风机的气动性能和噪声特性进行了数值模拟。研究结果显示,仿鸮翼前缘蜗舌风机的风量较原型风机增加了1.9m3/min,噪声下降了1.6dB,效率提高了3.8%,表明采用仿生蜗舌有效降低了气流对风机蜗舌的冲击作用,抑制了流动分离的发生,在蜗舌附近区域流场的逆压梯度明显减小,涡的结构、强度和分布都有所改变。 展开更多
关键词 蜗舌 离心风机 仿生设计 降噪 数值模拟
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偏心叶轮对多翼离心风机气动性能和噪声影响的数值研究 被引量:23
4
作者 李烁 刘小民 秦志刚 《风机技术》 2017年第1期18-24,37,共8页
由于多翼离心风机结构及应用条件的特殊性,其设计不能完全采用工业风机的设计方法和经验参数。本文通过不同位置偏心叶轮方案的设计,研究多翼离心风机偏心叶轮的最佳安装位置。与原型风机相比,采用优化的偏心叶轮设计方案,风机流量增加... 由于多翼离心风机结构及应用条件的特殊性,其设计不能完全采用工业风机的设计方法和经验参数。本文通过不同位置偏心叶轮方案的设计,研究多翼离心风机偏心叶轮的最佳安装位置。与原型风机相比,采用优化的偏心叶轮设计方案,风机流量增加了1.43m3/min,效率提高了2.52%,噪声下降了1.2d B。通过对风机流场和声场的数值分析,指出偏心叶轮可以有效减小叶轮部分叶道内的旋涡,改善由于多翼离心风机强前弯叶片所导致的流道内的流动阻塞,使叶轮的部分通道内的进气状态得到改善,减少叶道内的流动分离,从而有效提高风机效率,降低风机噪声。 展开更多
关键词 偏心叶轮 离心风机 节能降噪 数值模拟
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单圆弧等厚叶片前后缘多元耦合仿生设计及降噪机理研究 被引量:22
5
作者 刘小民 赵嘉 李典 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期1-10,共10页
采用计算流体力学(CFD)方法和实验测量方法分别研究了多元耦合仿生叶片的降噪机理及其对多翼离心风机气动性能和噪声特性的影响。基于逆向工程设计方法,通过提取苍鹰翼翅前后缘典型结构特征,设计了一种前缘波形结构耦合尾缘齿形结构的... 采用计算流体力学(CFD)方法和实验测量方法分别研究了多元耦合仿生叶片的降噪机理及其对多翼离心风机气动性能和噪声特性的影响。基于逆向工程设计方法,通过提取苍鹰翼翅前后缘典型结构特征,设计了一种前缘波形结构耦合尾缘齿形结构的仿生叶片,同时对仿生叶片和多翼离心风机用单圆弧等厚度叶片的气动性能及流动和噪声特性进行了数值分析,通过比较揭示了多元耦合仿生叶片的降噪机理,得到仿生叶片尾缘的齿形结构可改变叶片尾缘脱落涡结构和频率、前缘的非光滑波形结构可减小叶片表面脉动以及气流对叶片前缘的冲击等结果。相对于原型叶片,仿生叶片的基频和倍频均有所下降,仿生叶片的A计权声压级降低了2.1dB。6种仿生叶片应用于多翼离心风机的实验研究表明:仿生叶片前后缘结构设计参数会影响多翼离心风机的风量、风压和噪声;采用多元耦合仿生叶片,风机噪声最大下降1.5dB,而风机的风量和风压基本不变。 展开更多
关键词 离心风机 元耦合仿生设计 叶片 降噪 数值分析
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多翼离心风机叶片出口安装角对吸油烟机性能影响的实验研究 被引量:21
6
作者 刘小民 汤虎 +1 位作者 樊涛 高德康 《风机技术》 2014年第6期22-25,34,共5页
以某款近吸式吸油烟机为研究对象,实验考察了多翼离心风机叶片出口安装角对吸油烟机气动性能和噪声特性的影响。研究结果表明:叶片出口安装角的变化对吸油烟机性能有较大影响。与原吸油烟机相比,当多翼离心风机叶片出口安装角θ2由170&#... 以某款近吸式吸油烟机为研究对象,实验考察了多翼离心风机叶片出口安装角对吸油烟机气动性能和噪声特性的影响。研究结果表明:叶片出口安装角的变化对吸油烟机性能有较大影响。与原吸油烟机相比,当多翼离心风机叶片出口安装角θ2由170°增加到180°时,在整个工况范围内,吸油烟机气动性能有所下降。当风机转速为1 070r/min时,吸油烟机风量为13.72m3/min,但噪声增加了大约1.1d B(A)。相反地,将多翼离心风机叶片出口安装角由170°减小为160°时,在小流量工况下工作时,吸油烟机气动性能有所改善;而在大流量工况下工作时,吸油烟机气动性能却有所下降。当风机转速为1 070r/min时,吸油烟机风量为13.34m3/min,相应的噪声下降了1.2d B(A)。 展开更多
关键词 吸油烟机 离心风机 叶片出口安装角 气动性能 噪声
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集流器结构对多翼离心风机性能的影响 被引量:18
7
作者 王嘉冰 区颖达 《流体机械》 CSCD 2004年第10期22-25,52,共5页
采用CFD方法对 3种采用不同结构型式集流器的风机进行整机模拟计算 ,以考察集流器型式的变化对柜式空调用多翼离心风机内部流场以及风机整体性能的影响。第一种为出口截面直径小于叶轮内径的收敛型集流器 ,第二种为出口截面直径大于叶... 采用CFD方法对 3种采用不同结构型式集流器的风机进行整机模拟计算 ,以考察集流器型式的变化对柜式空调用多翼离心风机内部流场以及风机整体性能的影响。第一种为出口截面直径小于叶轮内径的收敛型集流器 ,第二种为出口截面直径大于叶轮内径的收敛型集流器 ,第三种为出口截面直径大于叶轮内径的渐扩型集流器。研究表明 ,第一种集流器有助于提高叶轮对气流的利用率 ,并减小蜗壳内部侧的泄漏气流对主气流流动状态的影响 ;第三种集流器则有助于减小其背部的涡流区域 ;综合考虑上述因素 。 展开更多
关键词 离心风机 集流器 性能 柜式空调器 CFD
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采用仿鱼形叶片的多翼离心风机性能研究 被引量:20
8
作者 熊仲营 王梦豪 +2 位作者 刘小民 李典 王雷 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期22-29,共8页
受鲹科鱼类机动游动姿态和涡流特征启发,设计了一种仿鲹科鱼体弯曲姿态的多翼离心风机用仿生叶片,采用数值模拟方法,分别研究了常规单圆弧原型叶片和仿鱼形叶片对多翼离心风机气动性能、噪声的影响。通过可视化分析发现,在仿鱼形叶片的... 受鲹科鱼类机动游动姿态和涡流特征启发,设计了一种仿鲹科鱼体弯曲姿态的多翼离心风机用仿生叶片,采用数值模拟方法,分别研究了常规单圆弧原型叶片和仿鱼形叶片对多翼离心风机气动性能、噪声的影响。通过可视化分析发现,在仿鱼形叶片的叶道内,旋涡强度明显小于原型风机,流场分布更加均匀。仿鱼形叶片的采用有效降低了风机蜗舌处的压力脉动,减弱了叶片与蜗舌之间的非定常相互作用。风机气动噪声计算与分析结果表明,单圆弧原型叶片的风机噪声频率分布于低频声段和中频声段,而仿鱼形叶片的风机噪声频率主要集中在中频声段范围内,这表明两种风机的噪声频率分布规律和噪声传播路径不相同。数值计算结果表明,采用仿鱼形叶片的多翼离心风机气动性能明显得到改善,其中风量增加了12.5%,效率提升了5.65%,同时测点处噪声平均值下降了2.78dB。 展开更多
关键词 仿生叶片 离心风机 鲹科鱼类 气动性能 噪声 数值研究
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内凹式蜗舌对多翼离心风机气动性能和噪声影响的研究 被引量:20
9
作者 刘小民 魏铭 +1 位作者 杨罗娜 乔亚光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期128-135,共8页
针对吸油烟机用多翼离心风机设计了内凹弧形、内凹槽形2种内凹式蜗舌,采用实验测量和数值模拟方法研究了内凹式蜗舌对多翼离心风机气动性能和噪声的影响。与传统的原型蜗舌相比,采用内凹式蜗舌在风机出口压力和运行效率基本保持不变的... 针对吸油烟机用多翼离心风机设计了内凹弧形、内凹槽形2种内凹式蜗舌,采用实验测量和数值模拟方法研究了内凹式蜗舌对多翼离心风机气动性能和噪声的影响。与传统的原型蜗舌相比,采用内凹式蜗舌在风机出口压力和运行效率基本保持不变的情况下,叶轮出口气流对蜗舌的冲击强度减小,蜗舌处流场的逆压梯度降低,使得风机气动噪声下降。实验结果表明:与原风机相比,带有内凹弧形蜗舌和内凹槽形蜗舌的多翼离心风机的噪声分别下降了1.4dB和1.7dB;同时,由于内凹式蜗舌能够抑制流动分离,使风机出口处的有效流通面积增大,蜗舌附近区域的旋涡强度及其影响区域减小,从而增加了多翼离心风机的流量。 展开更多
关键词 离心风机 蜗舌 气动性能 噪声 数值模拟
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倾斜蜗舌对多翼离心风机流场及噪声的影响 被引量:19
10
作者 付双成 刘雪东 +1 位作者 邹鑫 刘文明 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第3期87-89,118,共4页
利用Fluent软件对常规直蜗舌多翼离心风机与倾斜蜗舌多翼离心风机进行流场和噪声的数值模拟研究。研究结果表明:倾斜蜗舌对多翼离心风机速度场的影响主要集中在蜗舌区域,对其它区域影响较小。倾斜蜗舌减小蜗舌区域的速度,同时改变蜗舌... 利用Fluent软件对常规直蜗舌多翼离心风机与倾斜蜗舌多翼离心风机进行流场和噪声的数值模拟研究。研究结果表明:倾斜蜗舌对多翼离心风机速度场的影响主要集中在蜗舌区域,对其它区域影响较小。倾斜蜗舌减小蜗舌区域的速度,同时改变蜗舌表面的流体速度矢量,减小蜗舌区域的局部旋流。在相同转速下,多翼离心式风机采用倾斜蜗舌结构虽然流量降低5.67%,但是叶轮的功率降低9.13%,噪声也降低12.2 dB,降低能耗和噪声效果都比较显著。 展开更多
关键词 声学 离心风机 蜗舌 倾斜蜗舌 数值模拟
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多翼离心风机CFD分析及参数优化设计 被引量:18
11
作者 张素梅 郭培红 +1 位作者 温小萍 李同卓 《风机技术》 2011年第4期40-42,共3页
利用CFD分析软件FLUENT对多翼离心风机内部三维流场进行数值模拟,数值结果与五孔探针实验数据吻合较好。在此基础上建立多翼离心式风机参数化模型,并说明不同出口截面尺寸条件下CFD分析方法的风机参数优化设计过程。
关键词 离心风机 CFD 数值模拟 五孔探针 参数优化设计
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叶片出口角对多翼离心风机性能影响的数值研究 被引量:18
12
作者 于思琦 吴大转 杨帅 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第11期1-7,共7页
以空调用多翼离心风机为研究对象,建立了3组不同叶片出口角叶轮模型,通过数值模拟获得风机外特性以及叶轮中间截面、风机出口的压力,速度,湍动能分布和叶轮进出口的压力脉动情况,并进行对比分析。结果表明:随着叶片出口角的增大,在420~7... 以空调用多翼离心风机为研究对象,建立了3组不同叶片出口角叶轮模型,通过数值模拟获得风机外特性以及叶轮中间截面、风机出口的压力,速度,湍动能分布和叶轮进出口的压力脉动情况,并进行对比分析。结果表明:随着叶片出口角的增大,在420~725 m3/h流量范围内风机的风压和效率有所提升;内部流场中,风机出口低速区的面积增大,蜗壳出口和蜗舌区域的总压分布均匀性降低,叶轮流道内的涡量增多;叶轮进出口在叶频及其倍频处的压力脉动幅值有一定程度的降低。为了得到较好的气动性能和噪声性能的风机,需要将叶片出口角控制在合理的范围之内。研究结果对于风机进行气动性能和降噪性能设计具有较好的指导意义。 展开更多
关键词 离心风机 叶片出口角 气动性能 数值模拟
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叶片数对多翼离心风机性能影响的分析 被引量:18
13
作者 李辉 王军 +3 位作者 周水清 胡修柏 熊官政 徐天赐 《风机技术》 2017年第2期19-22,47,共5页
多翼离心风机流道窄,叶片数分布多,压力系数及流量系数大。叶片弦长短、数目多,导致稠度大,这种风机内部滑移系数有别于其他类型离心风机。科学合理的设计叶片数,会使多翼离心风机得到好的尾迹流场分布。为了研究稠度对风机性能影响。... 多翼离心风机流道窄,叶片数分布多,压力系数及流量系数大。叶片弦长短、数目多,导致稠度大,这种风机内部滑移系数有别于其他类型离心风机。科学合理的设计叶片数,会使多翼离心风机得到好的尾迹流场分布。为了研究稠度对风机性能影响。本文选取三种不同叶片数目的叶轮作为研究对象,通过数值仿真手段,对其内部流场及外部特性展开研究,研究结果表明:有48片叶片的多翼离心风机,具有较好的内流分布及外部特性,最后通过性能试验对这一结论进行了验证。 展开更多
关键词 离心风机 性能 叶片 数值模拟
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空调器多翼离心风机的试验研究 被引量:12
14
作者 黄宸武 区颖达 +1 位作者 张吕超 曾昭毅 《流体工程》 CSCD 2001年第8期14-15,18,共3页
针对影响空调器性能的多翼离心风机叶轮的几个主要特征参数进行了试验研究 ,运用两指标的综合评分法对试验结果进行了直观分析 ,验证得出了合理的加权评分系数、最优方案以及各参数影响的主次关系。
关键词 空调器 离心风机 试验研究
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空调风机叶道内旋涡流动分析及进气口偏心的影响 被引量:16
15
作者 王嘉冰 区颖达 吴克启 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期951-953,共3页
本文采用CFD方法,详细分析了空调用多翼离心风机叶道中的气流分布以及进气口偏心的影响。研究表明,风机叶道内存在大范围的气流分离现象。在后盘附近,存在分离现象的叶道约占2/3,主要分布在蜗壳内侧;而在“前盘”附近,几乎所有叶道都存... 本文采用CFD方法,详细分析了空调用多翼离心风机叶道中的气流分布以及进气口偏心的影响。研究表明,风机叶道内存在大范围的气流分离现象。在后盘附近,存在分离现象的叶道约占2/3,主要分布在蜗壳内侧;而在“前盘”附近,几乎所有叶道都存在分离现象。在“前盘”附近,蜗舌下方的叶道中气流几乎停滞,蜗舌下游叶道为回流和尾缘旋涡所充满,至临近蜗壳出口侧,前缘旋涡逐步形成、发展并融合尾缘旋涡,最后衰减、消失。风机进气口向蜗壳内侧偏置适当距离, “前盘”附近叶道旋涡分布范围明显减小。 展开更多
关键词 离心风机 偏心进气口 旋涡
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基于非线性湍流模型的多翼离心风机内部流场三维数值模拟及性能预测 被引量:16
16
作者 李亮 王瑞 金晗辉 《流体机械》 CSCD 北大核心 2012年第10期41-45,共5页
采用三维时均Navier-Stokes方程,在显式代数雷诺应力湍流模型(EASM)的基础上,通过引入扩展内禀平均旋转张量,建立了多翼离心风机数值模拟方法。基于数值模拟结果的性能预测和实验结果吻合良好,证实了所采用的计算模型和数值方法的可行... 采用三维时均Navier-Stokes方程,在显式代数雷诺应力湍流模型(EASM)的基础上,通过引入扩展内禀平均旋转张量,建立了多翼离心风机数值模拟方法。基于数值模拟结果的性能预测和实验结果吻合良好,证实了所采用的计算模型和数值方法的可行性。通过数值模拟,分析了叶轮流道内速度场和压力场的分布,数值模拟结果表明叶轮流道呈现非常复杂的三维特性,在叶轮前盘存在二次涡流,吸力面则存在流动分离,并发现低能量的流体聚集在前盘区域,并分析比较了不同流量下流道中分离流动的情况。 展开更多
关键词 CFD 离心风机 非线性湍流模型
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多翼离心风机叶片参数化及多目标优化研究 被引量:15
17
作者 肖千豪 王军 +2 位作者 蒋博彦 丁炎炎 杨伟刚 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2977-2981,共5页
针对吸油烟机用多翼离心风机叶片多目标优化设计,提出一种二次非均匀B样条曲线的叶型参数化方法。采用4个控制点确定B样条曲线的方式对叶片的出口角、叶型的弦长和叶型的最大弯曲度进行控制,可以有效避免不合理叶型。使用Matlab软件调... 针对吸油烟机用多翼离心风机叶片多目标优化设计,提出一种二次非均匀B样条曲线的叶型参数化方法。采用4个控制点确定B样条曲线的方式对叶片的出口角、叶型的弦长和叶型的最大弯曲度进行控制,可以有效避免不合理叶型。使用Matlab软件调用相应的批处理文件,实现叶轮的自动建模和网格划分。结合最优拉丁超立方试验设计方法和CFD数值计算生成44组多目标优化的样本空间,建立能准确反映设计变量与优化目标之间响应关系的Kriging近似模型,并利用存档微遗传算法对其进行多目标优化。研究结果表明:与原型机相比,优化后的叶轮出口的径向速度明显增大、蜗壳内部流动损失减小,吸油烟机系统在多个工况下的流量和效率均有提高。 展开更多
关键词 B样条曲线 离心风机 叶片参数化 目标优化
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空调器多翼离心风机蜗壳型线的试验研究 被引量:12
18
作者 黄宸武 区颖达 +1 位作者 张吕超 陈金球 《流体机械》 CSCD 2001年第12期6-8,共3页
针对影响空调器性能的多翼离心风机的蜗壳型线进行了试验和分析 ,试验得出了适合于空调器且能获得较优性能的蜗壳型线。
关键词 空调器 离心风机 蜗壳型线 试验研究 噪声 制冷量
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基于CFD技术的吸油烟机用多翼离心风机性能优化研究综述 被引量:15
19
作者 刘小民 杨罗娜 《风机技术》 2017年第6期66-74,共9页
计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)在吸油烟机产品开发和性能优化设计中发挥着越来越重要的作用。本文在总结吸油烟机行业中CFD技术应用和发展现状的基础上,系统阐述了CFD技术的基本原理及其应用流程,给出了近些年来该领... 计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)在吸油烟机产品开发和性能优化设计中发挥着越来越重要的作用。本文在总结吸油烟机行业中CFD技术应用和发展现状的基础上,系统阐述了CFD技术的基本原理及其应用流程,给出了近些年来该领域的研究人员基于CFD技术在吸油烟机叶轮、蜗舌、箱体及其他部件等结构改进和性能优化方面的主要研究方法和成果。 展开更多
关键词 吸油烟机 离心风机 计算流体力学 优化设计 性能改进 气动噪声
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多翼离心风机性能的数值计算和实验测量 被引量:15
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作者 刘小民 赵嘉 李典 《风机技术》 2015年第3期11-17,共7页
采用基于Smagorinsky模型的大涡模拟(LES)方法及FW-H方程,对不同流量工况下多翼离心风机的压力、效率、噪声等性能参数进行了数值模拟,并通过实验测量,对数值方法和计算模型的有效性及结果的准确性进行了验证。研究结果表明:在多翼离心... 采用基于Smagorinsky模型的大涡模拟(LES)方法及FW-H方程,对不同流量工况下多翼离心风机的压力、效率、噪声等性能参数进行了数值模拟,并通过实验测量,对数值方法和计算模型的有效性及结果的准确性进行了验证。研究结果表明:在多翼离心风机内,流动涡核区域主要集中在叶轮叶片靠近蜗壳出口区域;在叶片前缘由于气流的冲击存在着较大压力区,在叶片尾缘吸力面由于流动涡脱落存在着负压分离区;随着流量增大,风机的总压和静压逐渐降低,动压逐渐增大,效率也出现先升高再下降的波动。在大流量工况下,计算获得的风机噪声为68.3d B,实验测量噪声值为69.4d B。 展开更多
关键词 离心风机 气动性能 噪声 实验测量 数值模拟 大涡模拟
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