多級軸流風扇/壓氣機非設計點性能計算方法

as（軸流風扇）的注塑成型 許多家電都使用塑料軸流風扇，如排氣扇、電風扇、空 調(diào)等。風扇的兩個性能指標--動平衡與軸向跳動，是直接引 起風扇工作時噪音和振動的主要原因。如何降低風扇的這兩 個性能指標，是塑料風扇注塑加工工藝上的技術難關。在不 考慮其他因素的情況下，風扇的軸向跳動（靜態(tài)）控制到不 大于1mm；動平衡可通過加鋁片補償（控制加片量不超過 5g），加片后動平衡控制到小于25個數(shù)字（數(shù)字越小，噪音 越小），那么0.74kw的塑料軸流風扇工作時的振動和噪音即 可滿足產(chǎn)品性能要求。 1、選材 1)材料品種就加工塑料軸流風扇而言，采用gfr （玻纖增強）abs和gfras作為原料，其強度、耐熱性、 硬度及尺寸穩(wěn)定性，都比未增強的同類塑料好，能夠滿足 產(chǎn)品的使用要求。在玻纖含量相同的情況下，gfras比 gfrabs的拉伸強度和熱變形溫度兩項指標略高。 2)

軸流風扇選擇

as（軸流風扇）的注塑成型 許多家電都使用塑料軸流風扇，如排氣扇、電風扇、空 調(diào)等。風扇的兩個性能指標--動平衡與軸向跳動，是直接引 起風扇工作時噪音和振動的主要原因。如何降低風扇的這兩 個性能指標，是塑料風扇注塑加工工藝上的技術難關。在不 考慮其他因素的情況下，風扇的軸向跳動（靜態(tài)）控制到不 大于1mm；動平衡可通過加鋁片補償（控制加片量不超過 5g），加片后動平衡控制到小于25個數(shù)字（數(shù)字越小，噪音 越?。敲?.74kw的塑料軸流風扇工作時的振動和噪音即 可滿足產(chǎn)品性能要求。 1、選材 1)材料品種就加工塑料軸流風扇而言，采用gfr （玻纖增強）abs和gfras作為原料，其強度、耐熱性、 硬度及尺寸穩(wěn)定性，都比未增強的同類塑料好，能夠滿足 產(chǎn)品的使用要求。在玻纖含量相同的情況下，gfras比 gfrabs的拉伸強度和熱變形溫度兩項指標略高。 2)

tcl集團有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標準 q/tk××.××－2001 軸流風扇技術條件 批準頁 編制:日期: 審查:日期: 標查:日期: 批準:日期: tcl集團有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標準 2 q/tk××.××－2001 軸流風扇技術條件 2001－××-××發(fā)布2001－××-××實施 tcl集團有限公司空調(diào)事業(yè)部發(fā)布 i q/tk××.××－2001 前言 本標準對空調(diào)器用軸流風

tcl集團有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標準 q/tk××.××－2001 軸流風扇技術條件 批準頁 編制:日期: 審查:日期: 標查:日期: 批準:日期: tcl集團有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標準 2 q/tk××.××－2001 軸流風扇技術條件 2001－××-××發(fā)布2001－××-××實施 tcl集團有限公司空調(diào)事業(yè)部發(fā)布 i q/tk××.××－2001 前言 本標準對空調(diào)器用軸流風

軸流風扇選擇 (2)

軸流風扇性能仿真與分析 (2)

軸流風扇性能仿真與分析

"等密流型"與"變密流型"設計方法是軸流風扇扭葉片氣動設計中的兩種典型的方法,本文對這兩種氣動設計方法進行了深入的探討,并以某型軸流風扇為例,分別采用這兩種方法對其進行了扭葉片改型設計,詳細比較了按這兩種扭葉片設計方法所獲得的扭葉片的幾何特征。在此基礎上,利用cfd技術數(shù)值研究了這兩種扭葉片的氣動性能在設計工況與變工況的差異,以此對這兩種方法的設計效果作出評價。研究結(jié)果表明:"變密流型"扭葉片的氣動性能受變環(huán)量指數(shù)影響較大,較大的變環(huán)量指數(shù)能明顯地提高"變密流型"扭葉片的氣動性能,而"等密流型"扭葉片的氣動性能受變環(huán)量指數(shù)的影響較小;"變密流型"扭葉片具有較大的徑向壓力梯度,易于誘發(fā)徑向串流而引起額外的二次流損失,這直接造成其靜壓效率明顯低于相應的"等密流型"扭葉片;按"等密流型"方法設計的扭葉片,其葉道根部具有較小的擴壓度,這使其在小流量工況下葉根部抗失速能力明顯高于對應的"變密流型"扭葉片。

針對某渦扇發(fā)動機高空低雷諾數(shù)下的應用需求,利用numeca三維數(shù)值模擬軟件對其多級高負荷風扇/壓氣機進行地面0km及高空21km工況下各轉(zhuǎn)速的氣動性能評估和流場分析.結(jié)果表明:該4級風扇的三維數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果吻合良好,仿真精度能夠滿足工程精度要求,從0km升至21km,風扇進口葉弦雷諾數(shù)從106降至105量級,風扇流量衰減2%～3%,壓比略有降低,效率衰減3%;在9級壓氣機的三維數(shù)值模擬中,考慮了級間引氣對氣動性能的影響,從0km升至21km,壓氣機進口葉弦雷諾數(shù)同樣從106降至105量級,流量和總壓比略有降低,效率衰減隨轉(zhuǎn)速降低而增大,衰減量達4%～7%.

設計高性能的微型軸流風扇,同時降低設計成本、縮短設計周期,是軸流風扇研究的主要目標。采用孤立葉型法、計算流體動力學技術和遺傳算法相結(jié)合的策略,構(gòu)建微型軸流風扇優(yōu)化設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮脑O計方法和模塊化的構(gòu)造方法,采用c++及opengrip語言編寫,并提供開放式接口,使系統(tǒng)易于完善和擴充。在此系統(tǒng)下可以實現(xiàn)微型軸流風扇優(yōu)化設計的整個流程。通過優(yōu)化實例證實了該系統(tǒng)的可靠性和實用性。

本文介紹了一種用來裝配軸流風機壓氣機的裝配車,概述了整個車子的設計思路及組成,并對強度的校核進行了詳細的論述。

軸流風扇轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設計

通過推導微型軸流風扇葉片出口軸向速度沿葉高的分布方程,提出了一種考慮軸向速度非均勻性的扭葉片設計方法.通過計算流體動力學(cfd)技術,對利用該方法所設計的各種形式扭葉片的氣動性能及其變工況時的氣動特點進行了數(shù)值研究,并比較了工作于自模區(qū)與非自模區(qū)風扇的氣動性能差異.研究結(jié)果表明,與自模區(qū)的風扇相比,非自模區(qū)的風扇壓力曲線沒有最高壓力點,隨流量減少壓力幾乎呈線性增加,且無失速點;效率曲線則顯得更為平坦;按剛性渦設計的扭葉片雖效率低,但風壓高;提高葉輪的輪轂比有助于提升風扇壓力與效率.

針對一通用型軸流風扇的轉(zhuǎn)子葉片,以三維粘性流場的數(shù)值計算程序為平臺,利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡bp算法和遺傳算法,通過葉片彎掠技術對葉片的周向彎曲角度進行尋優(yōu),以使風扇的性能進一步提高.通過對比優(yōu)化前、后的葉輪發(fā)現(xiàn),優(yōu)化之后的葉片形成明顯的沿周向順葉輪旋轉(zhuǎn)方向彎曲.試驗結(jié)果表明,其全壓效率提高了1.27%,全壓升提高了3.56%,上、下端部的流動損失進一步降低.

cmscmml/sl/mincmh cms1601000600003600 cmm0.0167116.7100060 l/s0.0010.061603.6 l/min1.6000e-050.0010.016710.06 cmh2.7700e-040.01670.27716.71 cfs0.02831.69828.31690101.9 cfm4.7000e-040.02830.47228.31.698 換算倍 率：cmm=16.7l/s 輸入數(shù)值16267.2 軸流風扇風量常用換算單位 cfscfm 35.32.118 0.58835.35 0.03532.118 5.8800e-040.0353 9.8100e-030.588 160 0.1671

第41卷第9期 2007年9月 上海交通大學學報 journalofshanghaijiaotonguniversity vol.41no.9 sep.2007 收稿日期:2006-11-22 作者簡介:李楊(1973-),男,沈陽市人,博士生,研究方向:葉輪機械內(nèi)部流場和氣動聲學,電話(tel.):13817108103; e-mail:mr.leeyang@163.com.歐陽華(聯(lián)系人),男,副教授,電話(tel.):021-64479155;e-mail:oyh@sjtu.edu.cn. 文章編號:1006-2467(2007)09-1522-04 軸流風扇轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設計 李楊,歐陽華,杜朝輝 (上海交通大學

為了降低電動機風扇的損耗,根據(jù)等環(huán)量設計理論,設計了一個高效軸流風扇,通過試驗值比較結(jié)果證明本文所設計的軸流風扇功耗較低,效率較高,達到了較好的效果。

在無吸氣葉型優(yōu)化設計平臺的基礎上,對葉柵流場計算程序中吸氣位置處邊界條件進行處理,建立了吸附式風扇/壓氣機葉型優(yōu)化設計平臺。應用該優(yōu)化設計平臺對某高亞聲速葉型進行了優(yōu)化,優(yōu)化過程中葉型參數(shù)化采用初始葉型疊加修改量方法,除將葉型參數(shù)化中的葉型控制參數(shù)作為設計變量外,吸氣位置也作為設計變量,吸氣系數(shù)為0.01且保持不變。numeca計算結(jié)果表明:優(yōu)化葉型的總壓損失系數(shù)為0.0195,擴散因子為0.676;與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后總壓損失系數(shù)減小了54%,擴散因子保持不變。該優(yōu)化葉型壓力面尾部出現(xiàn)拐點,拐點前流動加速減壓,缺點是減小了葉型尾部負荷,但也抑制了流動分離,減少了損失。

本文針對國產(chǎn)300mw汽輪發(fā)電機冷卻用單級軸流風扇的改型設計,分別對有后導葉和無導葉兩種不同方案軸流風扇進行了理論研究及實驗分析,對其在高壓頭、小流量的條件下使用作了性能上的比較,同時利用優(yōu)化方法找出該風扇動葉的扭曲規(guī)律,并對葉輪直徑、輪轂比等關鍵設計參數(shù)的選取進行了分析研究。

分析了我國鐵路準高速內(nèi)燃機車夏季運行存在的問題,針對該問題選擇冷卻風扇的設計方案,比較了兩種不同的設計方案。本文主要是針對輪轂部分進行討論,并與以前的冷卻風扇進行了試驗對比,證明了新型冷卻風扇能夠滿足機車的冷卻要求。

針對漸近型旋轉(zhuǎn)失速在一軸流風扇上進行了一些測量工作，包括失速時的激光平均流場測量和熱絲動態(tài)測量兩大類。激光平均流場研究表明失速團主要活動在風扇轉(zhuǎn)子前緣，而轉(zhuǎn)子葉片通道中的流場則主要表現(xiàn)為葉尖間隙流的橫向堵塞流動。熱絲的動態(tài)流場分析表明失速團的運動可以用偶極子流動概念來描述