研究结果表明,高压风机叶片结构复杂,不仅使风机难以加工,而且增加了风机内部的流动损失,高压风机,降低了风机的效率。为了提高高压风机的总压和效率,对斜槽离心风机进行了改进和设计。采用数值计算方法对斜槽离心风机的内部流动进行了分析,并根据内部流动规律进行了相应的改进和设计工作。通过查阅大量的离心风机优化设计文献,深入了解风机不同结构参数对风机内部流动特性的影响,并采用数值计算方法建立风机三维模型,划分网格,高压风机采用N-S方程,结合W。利用SSTK-U湍流模型,中高压风机,模拟了斜通道风机的原型。通过对样机计算结果与原始测量数据的比较,详细分析了SSTK-U湍流模型的精度,为离心风机数值计算选择湍流模型提供了良好的参考。通过观察风机不同截面的等值线和流线图,分析了风机的内部流动特性,为离心风机的改进提供了思路。在斜槽离心风机样机的基础上,提出了三种改进方案:向内延长风机短叶片可减少短叶片吸力面分离,提高风机效率2.3%;增大风机叶轮旋转直径可提高总压。风机的压力值,效率基本不变,增大蜗壳舌与风机叶轮之间的间隙,可使风机总压值提高到4711pa,效率提高2.1%。
本文主要完成设计高压风机的稳态和瞬态数值计算,在瞬态数值计算结果稳定后,吸尘高压风机,采用FW-H模型计算设计风机的气动噪声值。根据数值计算结果,得出以下结论:
(1)通过比较设计风机样机和斜槽离心风机样机的数值计算结果,可以看出在设计流量条件下重新设计的离心机,风机的总压值**E设计目标,效率68%,效率比样机高19.9%,总压值由4626pa提高到5257pa,均满足合作单位的性能要求。
(2)通过观察原型风机和斜槽风机叶片通道的流线图,可以看出设计风机的长、短叶片吸力面分离较弱,但没有强涡流区。与样机的内部流程相比,该流程有了很大的改进,效率也有了很大的提高。
(3)根据计算出高压风机的噪声频谱,可以看出设计风机的声压在1100Hz时有一个峰值,声压值为58dB。在远场噪声计算中,随着受流点到叶轮中心距离的增加,风机噪声值呈下降趋势。
高压风机边界条件下的工作压力为101325pa,入口边界条件下的压力入口,表压为0,初始压力为-50pa。高压风机出口边界条件设置有压力出口,根据不同的工作条件设置不同的压力值。其他边界保持默认墙设置。采用三种不同的网格密度对离心风机的计算域进行离散。较小网格数为case1,网格数为1404467。在此网格的基础上,相应边上的节点数增加了1.2倍,得到了实例2。网目尺寸为2506630。然后将case2对应边上的节点数增加1.2倍,得到case3的网格,即4647360。在三种不同网格密度下设置相同的边界条件,经过计算,高压风机厂,得到了高压风机样机在设计条件下的全压、全扭矩和效率。从表中可以看出,在设计条件下,风机的总压和效率随网格密度变化不大。但是,由case1和case2和case3计算的值之间存在一些差异。考虑到计算的准确性和机器时间的消耗,后一个网格的数量是根据案例2的数量计算的。