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本文主要完成設(shè)計6-41風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)值計算,在瞬態(tài)數(shù)值計算結(jié)果穩(wěn)定后,采用FW-H模型計算設(shè)計風(fēng)機(jī)的氣動噪聲值。根據(jù)數(shù)值計算結(jié)果,得出以下結(jié)論:
(1)通過比較設(shè)計風(fēng)機(jī)樣機(jī)和斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)的數(shù)值計算結(jié)果,可以看出在設(shè)計流量條件下重新設(shè)計的離心機(jī),風(fēng)機(jī)的總壓值高于E設(shè)計目標(biāo),效率68%,效率比樣機(jī)高19.9%,總壓值由4626pa提高到5257pa,均滿足合作單位的性能要求。
(2)通過觀察原型風(fēng)機(jī)和斜槽風(fēng)機(jī)葉片通道的流線圖,可以看出設(shè)計風(fēng)機(jī)的長、短葉片吸力面分離較弱,但沒有強(qiáng)渦流區(qū)。與樣機(jī)的內(nèi)部流程相比,該流程有了很大的改進(jìn),效率也有了很大的提高。
(3)根據(jù)計算出6-41風(fēng)機(jī)的噪聲頻譜,可以看出設(shè)計風(fēng)機(jī)的聲壓在1100Hz時有一個峰值,聲壓值為58dB。在遠(yuǎn)場噪聲計算中,隨著受流點到葉輪中心距離的增加,風(fēng)機(jī)噪聲值呈下降趨勢。
當(dāng)改進(jìn)后的方法不能滿足合作機(jī)組的性能要求時,采用現(xiàn)代6-41風(fēng)機(jī)設(shè)計理論完成了風(fēng)機(jī)的設(shè)計,并詳細(xì)介紹了風(fēng)機(jī)各部件結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇原則。根據(jù)葉輪流道斷面面積逐漸變化的原理,建立了風(fēng)機(jī)葉片型線成形的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)該數(shù)學(xué)模型,采用雙圓弧拼接的方法完成了葉片型線的繪制。設(shè)計的6-41風(fēng)機(jī)效率為68%,比樣機(jī)提高19.9%,總壓由4626pa提高到5257pa,均滿足合作機(jī)組的性能要求。通過對原型風(fēng)機(jī)和斜槽風(fēng)機(jī)葉片通道流線圖的比較,可以看出所設(shè)計的風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動得到了很大的改善,從而驗證了本文風(fēng)機(jī)設(shè)計方案的可行性。后介紹了離心風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計算方法,分析了瞬態(tài)計算中時間步長的選擇原則。近年來,隨著人工智能算法的發(fā)展,數(shù)據(jù)驅(qū)動建模方法逐漸應(yīng)用于風(fēng)機(jī)性能預(yù)測。采用瞬態(tài)數(shù)值方法對新設(shè)計的風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動進(jìn)行了數(shù)值模擬。在瞬態(tài)計算結(jié)果穩(wěn)定后,6-41風(fēng)機(jī)利用FW-H模型對設(shè)計風(fēng)機(jī)的氣動噪聲進(jìn)行了計算。設(shè)計風(fēng)機(jī)的聲壓峰值為1100Hz,聲壓值為58dB。在遠(yuǎn)場噪聲計算中,隨著受流點到葉輪中心距離的增加,風(fēng)機(jī)噪聲值呈下降趨勢。
在6-41風(fēng)機(jī)的改進(jìn)設(shè)計中,根據(jù)葉輪流道截面逐漸變化的原理,建立了風(fēng)機(jī)葉片型面成形的數(shù)學(xué)模型。對設(shè)計的流場進(jìn)行了計算。計算結(jié)果表明,新設(shè)計的風(fēng)機(jī)性能較好。但仍有一些問題需要進(jìn)一步解決和改進(jìn)。
1。在6-41風(fēng)機(jī)葉片型線設(shè)計中,選擇了葉片安裝角隨葉輪半徑線性變化的規(guī)律進(jìn)行設(shè)計,但風(fēng)機(jī)葉片型線的形成方法有多種形式。本文選擇了一種較為典型的線性成形方法,并取得了較好的效果。因此,可以對離心風(fēng)機(jī)葉片型線成形方法進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
2。通過觀察風(fēng)機(jī)設(shè)計工況下葉片通道的流線圖,可以看出設(shè)計風(fēng)機(jī)長短葉片吸力面上仍存在一些分離現(xiàn)象。通過查閱文獻(xiàn),發(fā)現(xiàn)一些流量控制方法可以改善葉片吸力面分離現(xiàn)象。6-41風(fēng)機(jī)樣機(jī)蝸舌流線圖表明,當(dāng)氣體流經(jīng)樣機(jī)蝸舌位置時,大量氣體通過蝸舌與葉輪之間的間隙T流回蝸殼,流量損失較大。因此,如果合理地將有效的流量控制方法應(yīng)用于設(shè)計風(fēng)機(jī),可以使風(fēng)機(jī)的吸入面分離。性能進(jìn)一步提高。
3。在數(shù)值計算方面,在計算條件允許的情況下,可以使用更密集的網(wǎng)格和近壁模型。在湍流模型方面,還值得進(jìn)一步研究,以便在離心風(fēng)機(jī)的各種工況下得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。