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风机叶轮的子午面计算

风机叶轮中气流通道由子午面型线的旋成面和叶片表面组成,叶道中的流场对整个机器的性能起着决定性的作用,而计算和试验表明,叶道中的流场除受叶片型线的强烈影响外,还明显地与叶轮的子午而型线有关.因此,在风机的气动设计时,必须重视叶轮的子午面汁算这个重要环节. 关于风机叶轮的于午面设计,文献口]成功地借用了水泵中过水断面的概念,提出了一种作图试凑法.文献[Zj利用计算机,开发了离心风机叶轮子午面型线的数值计算方法.本文的目的是导出适合风机叶轮子午面正、反问题的通用几何关系,作为正问题,它不仅可以用来设计,而且通过高效风机的验算,为反问题找到合理的子午面流速分布规律.作为反问题,根据给定的进度变化,习方便地一次确定子午面型线,因而本文方法是风机计算机辅助设计的一个重要组成部分.1 通用几何关系 叶轮子午面型线应该是光滑、连续的,而且一般由弧线段和直线段组成.因此,轮盖.与轮盘的于午面型线组合只可能是直线与直线,弧线与直线,弧线与弧线这三种...  (本文共6页) 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于控制速度分布的离心叶轮优化设计系统的研究

离心风机作为一种输送气体的通用机械设备,在水泥、电力、化工、钢铁等工业领域广泛应用,并且这些领域使用的离心风机存在数量大、单机功率高的特点,所以能耗巨大。因此建立针对于大型工业用离心风机叶轮优化设计系统具有重要经济效益。本文建立了包含叶轮总体参数和结构型线优化的离心风机叶轮优化设计系统,实现了离心叶轮的整体优化设计。首先,本文研究了离心叶轮流道内造成流动损失的流动效应(边界层增长与分离、二次流、分层效应等)的形成机理以及基本特征,分析了这些复杂流动效应与流动参数以及流道内速度分布间的相互关系,提出了进口加速系数、当量扩张角、载荷系数、进口减速比、最大减速比等控制参数。其次通过控制参数作为桥梁,建立了叶轮结构总体参数与内部流动特征间的关系,确立了既能控制流动损失又能保证设计要求的优化准则和目标函数,实现了总体参数的优化设计。通过理论分析得到了实现子午面二次流效应最小化的设计准则,通过给定合理的子午速度沿流线的分布,实现了前盘型线的...  (本文共104页) 本文目录 | 阅读全文>>

杭州电子科技大学
杭州电子科技大学

离心风机的数值模拟及性能分析

离心式通风机是一种重要的叶轮机械,在工业生产中有比较广泛的应用。同时,离心风机也是工业生产中主要耗电设备之一。国内工厂中目前对离心风机的设计研发通常是以实验为主要手段,通过大量的实验数据对比得到相对较好的结果。虽然实验手段在绝大多数情况下也能满足生产需求,但是实验过程难免伴随着大量人力财力的损耗、设计和新产品开发周期漫长等诸多不良因素。利用先进的数值模拟方法对离心风机进行仿真分析不仅可以减少对人力财力的损耗,而且可以大大缩短产品的开发周期。本文利用Gridgen和Ansys CFX等数值模拟软件,以静压和静压效率为优化目标对浙江省某通风设备公司的离心风机进行数值模拟。第二章介绍了离心风机的实验研究。首先介绍了离心风机的工作原理,以及所要研究的离心风机的基本参数,然后借助公司的通风机实验平台对离心风机进行实验研究,对实验数据进行处理后得到实验条件下的风机性能曲线。第三章主要是离心风机的数值模拟研究。首先介绍了数值模拟的基本原理、守...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

斜流式风机叶轮准三元设计与分析

斜流式风机不仅兼有轴流式风机大流量系数、高效率的优点和离心式风机高压力系数、工作范围宽广的优点,因而在轴流式和离心式均不能覆盖的性能区,斜流式风机是一种理想的选择,有着较强的实用价值。本文就斜流式风机叶轮的设计方法进行了系统的研究。不同于以往的轴流式或离心式延长设计方法或经验方法,本文按照准三元设计的思路给出了一套完整的设计方法,即子午面设计—子午面反问题计算—斜流流面上叶片造型—三维计算验证优化,直至符合设计目标。其中,叶片造型是直接在斜流流面展开面上造型。本文的设计思想,减少了对工程经验的依赖,避免了复杂的空间转换,可使叶型和叶轮得到优化。按照本文的方法编制了一套斜流风机设计程序,并利用三维计算程序验证设计结果,在此基础上可以进行正、反问题迭代设计。通过算例表明,本文的设计方法是可行的。按本方法设计的叶轮能达到设计要求,总性能稳定,参数分布合理。  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于速度分布控制的离心叶轮三维气动优化设计方法的研究

离心式叶轮机械是流体机械中应用最广泛的类型之一,大量应用于冶金、矿山、化工、土木等一般工业领域以及航空、电站、船舰等高端领域,在国民经济尤其是国家工业体系中占据重要的地位。随着节能减排在促进可持续发展中的重要性日益凸显,在保证生产或生活的同时降低能源消耗就必须着手于提高能源利用率。提高离心式叶轮机械的气动性能能可观地降低其应用领域整体的能源消耗。本文在总结现有三维叶片优化理论及方法的基础上,进一步改进三维叶片优化理论与方法,使优化模型更加完善。本文提出的离心叶轮优化设计方法从造成离心叶轮流动损失的根源出发,通过控制叶轮流道内的边界层增长与分离、二次流与分层效应对离心叶轮中普遍存在的射流尾流结构进行控制,从而减少叶轮的流动损失提高流动效率。研究表明,叶轮流道内合理的速度分布对控制流道内上述流动效应至关重要。在总结前人研究工作的基础上,选取了如下参数来建立叶轮流道内合理的速度分布模型:通过平均相对速度最大减速比及其位置,建立平均相对...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

前缘弯掠子午加速叶轮及其不同流道配置的研究

随着国民经济的发展以及日益苛刻的能源与环境的要求,对叶轮机械的设计提出了更宽工况、更高效率等越来越高的性能要求。合理运用叶片弯掠设计能够改变流体机械流道内的压力梯度分布、抑制二次流发展和端壁低能流体的聚集,从而改善其内流结构并达到提高气动性能的目的。本文在已有常规准三元叶轮设计和内流研究的基础上,运用“弯掠叶片动力学”理论,提出和构造了一种常规设计系统与CFD三维流场计算相结合的叶片设计新系统。利用该系统设计出能有效抑制端壁边界层分离的前缘动力学弯掠新叶片,研制了一种高负荷前缘弯掠子午加速风机,同时对该前缘弯掠转子内的流动进行了数值分析和实验研究,探索前缘弯掠设计对提高风机/压气机失速裕度的有效途径和内流机制。通过新叶片的前缘弯掠子午加速叶轮与常规叶轮的外特性与内流特性比较,验证前缘弯掠新叶片设计方法的可靠性,理论上分析和把握前缘弯掠减少并抑制端壁边界层分离的流动机制。文中所提出的前缘弯掠叶轮准三元复合设计方法,包括了基于假想等...  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>