基于控制載荷法的離心風機單板葉片設計與內部流場分析
關鍵詞：離心風機 發布時間：2013-07-17 點擊數：1188
控制載荷法是一種通過控制葉片表面載荷分布方式來設計葉片型線的方法。壓力面與吸力面相對速度不同,二者的差值稱為葉片載荷,通過控制壓力面和吸力面的相對速度或者是其他可以表征載荷分布的物理量的分布即可視為對葉片表面載荷分布的調整。離心風機常用的葉型主要有單板葉片與中空機翼型葉片。二者相比,中空機翼型葉片氣動性能好,效率高,但是結構相對復雜,加工制造成本高,且在空氣中雜質顆粒較多的情況下,葉片容易磨損出現漏洞,導致外界雜質進入葉片內部使葉輪轉動失衡,影響風機安全穩定運行。單板葉型雖然氣動性能相對略低,但是在制造成本、運行穩定性方面具有明顯優勢。本文以4-72型離心通風機為原型,首先,利用商業流體計算軟件對原機翼型葉片葉輪組進行全工況范圍內數值模擬,并分析模擬結果,得到其基本的流場特性與性能曲線,發現其流動損失主要是集中在靠近輪蓋側的端部損失。然后,在給定工況下,采用控制載荷法設計出不同載荷加載方式下的單板葉型,并對其流場進行數值模擬,通過對結果的對比分析,表明針對該風機,載荷前加載方式所設計的葉型可以獲得性能更好的效率和壓升。同時將載荷前加載分布方式下所設計的單板葉片的模擬結果與原機翼型葉片葉輪數值模擬結果進行詳細對比,結果證明,在不改變風機葉輪組輪盤、輪蓋外形和葉片數目的前提下,利用控制載荷法可以設計出氣動性能達到原中空機翼型葉片標準的離心風機等厚度單板葉片,且由于單板葉片其本身結構特點,避免了中空機翼型葉片因磨損而導致葉片破損從而產生葉輪組轉動失衡的狀況。
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