基于CFD的多级轴流风机动静干涉及激励特性研究

为了探究多级轴流风机的动静干涉及激励特性,分析每级叶轮不同相位排布对风机气动性能和流场激励的影响,对五级一体化轴流风机模型进行数值模拟。分别改变每级叶轮的相位排布角度为0°、2°、4°、6°,获得轴流风机内部流场和性能参数以及每级叶轮受力情况。结果表明:随着排布角度增大,叶轮对流体挤压增大,后半段流场流动恶化,效率约下降2.1%。每级叶轮受力的主要特征频率为叶频(fBPF)及其倍频,且幅值随频率增加而快速减小。同时,排布角度对每级叶轮受力的影响也体现在流场性能和流体能量上,越稳定的流场,其特征频率越集中且振幅较高。

倾斜导叶对斜流风机性能影响的数值模拟研究

为提升斜流风机的气动性能,对斜流风机采用了倾斜导叶设计,并利用流体径向压力梯度对其壁面流体堆积的改善作用进行理论分析。对5种不同倾斜角度的斜流风机导叶进行了数值模拟研究,获得了斜流风机内部流场和气动性能曲线。并依据径向速度和轴向速度分布特征,从流体流通性和能量损失的角度分析了流场结构随导叶倾斜角度的变化规律,验证了理论分析结果。研究结果表明:导叶倾斜引起的径向速度值越接近于0、分布越均匀,且端壁区轴向速度越高、低速区覆盖面积越小,越有利于提升斜流风机气动性能;导叶前倾可提升斜流风机全流量区间(0~1400 m^(3)/h)的全压,其中,前倾20°时在设计工况(1200 m^(3)/s)下提升全压效率约2%;后倾导叶作用相反。研究结果对于风机叶片改型设计的气动性能改善方法具有较好的指导意义。