軸流式通風(fēng)機在化工、船舶、建筑等領(lǐng)域中有著廣泛的實際應(yīng)用,但與此同時它也是能源的巨大消耗者,其內(nèi)部氣體流動復(fù)雜,且工作效率普遍有待提高,所以對軸流風(fēng)機設(shè)計方法進(jìn)行研究,提高其工作性能,對節(jié)約資源和改進(jìn)能源配置有著十分重要的意義。本文以低壓軸流式通風(fēng)機為研究對象,在原始風(fēng)機幾何模型和數(shù)值模擬計算結(jié)果數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,運用平面葉柵設(shè)計方法對軸流風(fēng)機的動葉葉片進(jìn)行設(shè)計,使風(fēng)機的氣動性能得到提升。本文用平面葉柵設(shè)計方法確定風(fēng)機動葉葉片不同高度的雙圓弧中弧線,具體方法為在獲得不同葉高處的進(jìn)口氣流角、出口幾何角和弦長后,代入數(shù)據(jù)到確定中弧線的幾何約束草圖中,就能夠獲得唯一的一條雙圓弧中弧線。然后給中弧線一定厚度就能確定不同葉高截面形狀,運用三維建模軟件就能得到一個新的軸流風(fēng)機模型。接著運用CFD技術(shù)對軸流風(fēng)機進(jìn)行三維流場數(shù)值模擬計算,包括數(shù)值建模、網(wǎng)格劃分及無關(guān)性驗證、邊界條件設(shè)置、數(shù)值計算、計算結(jié)果后處理等。本文主要內(nèi)容及成果分為以下四個方面:(1)研究了設(shè)計氣流落后角的選取對軸流式通風(fēng)機氣動性能的影響,結(jié)果表明:合適的設(shè)計氣流落后角能明顯改善氣流流動情況,提高風(fēng)機的全壓效率和全壓。(2)研究了葉片雙...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 流體機械中氣流落后角的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 流體機械葉片優(yōu)化及設(shè)計的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 正交試驗方法在流體機械設(shè)計中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 軸流風(fēng)機的設(shè)計及數(shù)值計算方法
    2.1 軸流式通風(fēng)機簡介
    2.2 軸流風(fēng)機的設(shè)計方法
    2.3 軸流風(fēng)機的數(shù)值模擬
        2.3.1 計算模型及計算域的組成
        2.3.2 網(wǎng)格的劃分及無關(guān)性驗證
        2.3.3 計算方法和邊界條件
    2.4 主要參數(shù)計算
        2.4.1 全壓和全壓系數(shù)的計算
        2.4.2 全壓效率的計算
        2.4.3 流量系數(shù)的計算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 不同設(shè)計氣流落后角對軸流式通風(fēng)機性能的影響
    3.1 幾何模型的建立
    3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論
        3.2.1 軸流式通風(fēng)機氣動性能對比分析
        3.2.2 葉片表面靜壓云圖分析
        3.2.3 葉輪出口壓力分析
        3.2.4 葉輪出口速度分析
        3.2.5 葉輪出口落后角分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 兩種雙圓弧中弧線約束草圖在軸流風(fēng)機設(shè)計中的應(yīng)用與對比
    4.1 幾何模型的建立
    4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論
        4.2.1 軸流風(fēng)機性能對比及分析
        4.2.2 不同葉高葉片表面靜壓分布的分析
        4.2.3 動葉出口速度和環(huán)量分析
        4.2.4 動葉出口湍動能分析
        4.2.5 沿流線方向壓力分布的變化
        4.2.6 動葉出口增壓分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 連續(xù)設(shè)計方法在低壓軸流式通風(fēng)機設(shè)計中的應(yīng)用
    5.1 幾何模型的建立
    5.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論
        5.2.1 軸流風(fēng)機性能對比及分析
        5.2.2 不同葉高葉片表面靜壓分布的分析
        5.2.3 動葉出口速度分析
        5.2.4 動葉出口增壓分析
        5.2.5 動葉出口湍動能分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 基于正交試驗方法和CFD對軸流風(fēng)機葉輪葉片的設(shè)計
    6.1 正交試驗方法
    6.2 正交試驗結(jié)果分析
    6.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析與討論
        6.3.1 風(fēng)機氣動性能分析
        6.3.2 葉片表面流場流線分析
        6.3.3 葉片表面載荷及壓力增量分析
        6.3.4 葉輪出口流動參數(shù)分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論及展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號：4052431