子午加速轴流风机PPT格式课件下载.pptx

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改进模型的计算,一.数据整理和发现的问题,第一章.数据整理和发现的问题

（一）.数据整理和动叶造型的步骤1.绘制出叶片各个截面上的中线。

2.将中线数据直接输入fluent，根据叶片的厚度和截面上其他尺寸，做出中线所在的截面。

并对相应的截面进行光滑、延伸及增减处理。

3.把各个截面上相应的位置相互连接组成动叶，再组合成叶轮,1.整理数据绘制中线中出现的问题及解决1）.在径向高度为2114mm、1593.8mm和1381.3mm的截面上标注不准确。

2）.作出的中线有些地方并不光滑，如下图所示：

一.数据整理和发现的问题,一.数据整理和发现的问题,径向为1275mm和1381.3mm处原叶片中线,一.数据整理和发现的问题,2.对由中线所生成的截面进行处理,1）.添加截面在动叶顶端添加截面叶片顶端截面高度为2125mm。

通过将2114mm处的截面移到2125mm处得到2125mm处的截面。

一.数据整理和发现的问题,b.在轮毂处添加截面,添加的截面ABDC图,一.数据整理和发现的问题,2）.删除截面,原始叶片图,一.数据整理和发现的问题,修改后叶片图,一.数据整理和发现的问题,3）.延伸截面,厂家提供的11个截面图,一.数据整理和发现的问题,3.生成叶轮将19个动叶沿圆周方向均匀分布与对应的轮毂部分组合成叶轮如下所示：

GAMBIT中的叶片造型,一.数据整理和发现的问题,

（二）NUMECA所用叶片造型和计算效果,1.基本步骤1）.根据厂家提供的叶型数据在Pro/e中做叶片造型。

2）.将Pro/e中叶片造型的相关截面上。

导入NUMECA中。

3）.把输出的叶型数据按照NUMECA输入格式进行整理，并导入NUMECA生成动叶。

一.数据整理和发现的问题,2.NUMECA中造型的问题和计算效果1）.在中所做叶片造型也存在上面类似的问题，且由Pro/e导入NUMECA时会发生一定的变形。

2）.用NUMECA进行数值模拟计算时，很多流量下都不收敛，即使增大动叶安装角，也不能改进收敛。

一.数据整理和发现的问题,由以上分析可知，采用NUMECA计算该风机流场失败，因此，我们后来的计算都是选用fluent进行的。

（三）结论,二.计算的网格的选择和生成,第二章.计算的网格的选择和生成

（一）.本风机的流道形状及本文采用的网格1.本风机的流道形状,厂家提供的德国风机流道图,二.计算的网格的选择和生成,2.网格的选择,二.计算的网格的选择和生成,

（二）.主要计算网格的生成1.动叶网格生成,动叶网格数为52万,二.计算的网格的选择和生成,2.前导叶网格生成,前导叶总网格数量为22万,二.计算的网格的选择和生成,3.后导叶网格生成,后导叶总网格数量为32万,二.计算的网格的选择和生成,4.进气箱网格生成,进气箱导流板以下部分网格数为52万,进气箱导流板以上部分网格数为3.7万,二.计算的网格的选择和生成,5.总体网格生成,网格数为200万,二.计算的网格的选择和生成,6.设置边界类型1）.将入口设置为VELOCITY_INLET，将出口设置为PRESSURE_OUTLET。

所有轮毂和机壳都设置为WALL，采用无滑移壁面模型，包括进气箱中导流板。

2）.进口为速度进口，出口为大气压，不可压缩气体，空气密度为1.2千克/立方米。

二.不同网格模型的性能对比,第二章.不同网格模型的性能对比1.网格无关性验证1）.单动叶全尺寸整周模型计算对流量500m3/s、转速为420rpm的动叶整周模型进行数值计算：

a.54万网格，b.110万网格。

由计算结果可知全压和效率变化量不超过0.3%。

故动叶流场可采用的网格数可以为54万个。

二.不同网格模型的性能对比,2）.老式整机全尺寸整周模型计算对流量500m3/s、转速为420rpm的老式整机进行数值计算：

a.210万网格，b.300万网格。

由计算结果可知全压和效率变化量不超过0.5%。

故动叶流场可采用的网格数可以为210万个。

二.不同网格模型的性能对比,2.单通道和整周模型计算结果的对比分析1）.动叶的单通道和整周全尺寸模型结果对比分析,全压图,效率图,由上图可知，两个模型计算得到的性能曲线比较吻合,二.不同网格模型的性能对比,2）.对动叶+后导叶全尺寸单通道和整周模化模型计算结果对比分析（模化尺寸为1:

4，转速增大4倍）,全压图,效率图,故两个计算结果也很接近。

由于增加了后导叶，且后导叶损失较大，两个计算结果都比单动叶时要小。

综上所述，可知单通道模型与全尺寸和模化模型的差别都很小。

二.不同网格模型的性能对比,3.动叶整周全尺寸与整周模化模型计算结果对比分析,全压图,效率图,故可以认为全尺寸模型与模化后的模型计算结果一样，可以用模化模型代替全尺寸模型。

二.不同网格模型的性能对比,4.以上动叶的计算结果与试验值作比较,全压图,效率图,由上图可知，叶轮整周模化模型的计算结果与实验值最接近。

二.不同网格模型的性能对比,5.结论由以上对比分析可知，风机的整周模化模型的计算结果，无论对于单动叶还是动叶加上后导叶的情况，都比较理想。

而且，模化模型由于网格的相对密度更大，与试验数据更接近，因此，本文后面都采用模化模型进行计算。

三.实验模型的确定及判断依据,第三章.实验模型的确定及判断依据

（一）.0度进口角计算结果与实验数据对比1.单动叶计算结果与实验值对比流场入口延伸150mm，出口延伸600mm。

其网格数为951437个。

单动叶模化模型,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,动叶模型与实验所得性能曲线对比图由数据对比分析可知,单动叶模型计算结果和数据吻合较好。

三.实验模型的确定及判断依据,，,2.前导叶+动叶计算结果与实验值对比入口延伸200mm出口延伸600mm，网格数为1346997个。

前导叶+动叶模化模型,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,前导叶+动叶模型和实验的性能曲线由上图可知，本模型性能曲线与实验值的效率在设计流量下非常一致，总体也比较吻合，但带有前导叶的计算结果相对单动叶压力和效率都略有降低。

三.实验模型的确定及判断依据,3.叶轮+后导叶计算结果与实验值对比动叶向出口方向延伸600mm，向入口方向延伸200mm。

网格总数为1230967个。

动叶+后导叶模化模型,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,动叶+后导叶模型和实验的性能曲线由上图明显可以看出本模型计算结果和实验值相差很大。

三.实验模型的确定及判断依据,4.叶轮+后导叶+扩散筒计算结果与实验值对比入口延伸200mm，出口即扩散筒出口。

其网格总数为1154611个。

动叶+后导叶+扩散筒模化模型,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,动叶+后导叶+扩散筒模型和实验的性能曲线由上图明显可以看出本模型计算结果和实验值差距进一步加大。

三.实验模型的确定及判断依据,5.前导叶+叶轮+后导叶+扩散筒计算结果与实验值对比其网格总数为1302869个。

前导叶+动叶+后导叶+扩散筒模化模型,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,前导叶+动叶+后导叶+扩散筒模型和实验的性能曲线由上图可知，本模型计算结果基本与动叶+后导叶+扩散筒模型相同。

因为，前导叶对流场的影响较小。

三.实验模型的确定及判断依据,6.整机计算结果与实验值对比其网格总数为1570023个。

整机模化模型,三.实验模型的确定及判断依据,效率图,全压图整机模型和实验的性能曲线由上图可知，本模型计算结果与前导叶+动叶+后导叶+扩散筒模型基本相同，只是稍微有所降低，因为进气箱对流场产生了一定的影响。

三.实验模型的确定及判断依据,

（二）.+/-15度进口角时计算结果与实验数据对比1.带预旋的单动叶的计算结果与实验值对比通过设置V轴来改变流量，而通过设置V径可以实现进口角的改变，其中a即为相应的角度，它们之间满足关系式：

tana=V径/V轴。

动叶速度三角形,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,+15度预旋进口角的单动叶和实验的性能曲线由上图可见，在+15度进口角下计算的单动叶性能曲线比实验值依然很符合。

1）.+15度预选进口角的性能曲线对比,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,+15度预旋进口角的单动叶和实验的性能曲线由上图可知，气流预旋进口角为-15度时，单动叶模型与试验数据也较一致.,2）.-15度预选进口角的性能曲线对比,三.实验模型的确定及判断依据,2.前导叶+动叶的计算结果与实验值对比1）.在进口导叶角度为+15度下的计算对比,全压图,效率图,+15度进口导叶角的前导叶+动叶模型和实验的性能曲线由以上图可知，在+15度时，前导叶+动叶模型得计算值与实验值吻合很多,而且优于加预旋的单动叶,三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,-15度进口导叶角的前导叶+动叶和实验的性能曲线由上图可知，通过设置进口导叶安装角为-15度时，计算结果比直接设置气流进口角度为-15度的计算结果更接近实验值。

2）.-15度进口导叶角的性能曲线对比,三.实验模型的确定及判断依据,3.整机的计算结果与实验值对比1）.在进口导叶角度为+15度下的计算对比,全压图,效率图,+15度进口导叶角的整机模型和实验的性能曲线由上图可见，在进口导叶角为+15度时计算值远远的低于实验值。

三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,-15度进口导叶角的整机和实验的性能曲线由上图可知，在-15度角下整机的计算值也远远的低于实验值。

2）.-15度进口导叶角的性能曲线对比,三.实验模型的确定及判断依据,综上所述，在+/-15度进口导叶角下，前导叶+动叶和实验值最接近，其次是进口有预旋的单动叶模型，而整机的计算结果和实验值相距甚远。

三.实验模型的确定及判断依据,（三）.+/-30度进口角时计算结果与实验数据对比1.带预旋的单动叶的计算结果与实验值对比1）.+30度预选进口角的性能曲线对比,全压图,效率图,由上图可知单动叶性能曲线相比实验值偏高，但依然比较符合。

而且趋势和+15度时结果类似，增加量相比+15度时变大。

三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,由上图可知，在流量小于450m3/s时，计算值大于实验值，在大流量时，两者比较接近。

这也与-15度时相似。

2）.-30度预选进口角的性能曲线对比,三.实验模型的确定及判断依据,2.前导叶+动叶的计算结果与实验值对比1）.+30度前导叶进口角的计算对比,全压图,效率图,对比上小节结果，导叶选择+30度时候本模型和实验值更接近。

三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,由上图可知，-30度计算结果虽与试验产生一定的差别，但是考虑小流量计算误差较大，可以认为仍然吻合较好。

2）.-30度前导叶进口角的计算对比,三.实验模型的确定及判断依据,3.整机的计算结果与实验值对比1）.+30度前导叶进口角的计算对比,全压图,效率图,由上图可知，在前导叶进口角为+30度下整机的计算值与实验值差距还是很大。

三.实验模型的确定及判断依据,全压图,效率图,由上图可知，在前导叶进口角为-30度下整机的计算值与实验值差距也是很大的。

2）.-30度前导叶进口角的计算对比,三.实验模型的确定及判断依据,综上所述，采用实际导叶的偏转角度计算结果和假设流场采用刚体预旋的计算结果都更接近实验数据，由此可以肯定，该实验数据应该是只有前导叶和动叶的风机进行的。

三.实验模型的确定及判断依据,（四）.不同进口角度情况下风机性能的变化1.由实验数据分析风机性能曲线,由以上实验数