齿形襟翼及跨度对风机气动性能影响的数值研究

基于大涡模拟对采用不同跨度齿形襟翼(TGF)的动叶可调轴流风机进行了数值研究,探讨了襟翼及其跨度对风机性能、气动噪声和静压分布的影响,分析了噪声与涡结构分布的内在联系。结果表明:齿形襟翼可显著提高风机全压,且全压增幅与襟翼跨度成正比,襟翼跨度为0.9时的全压提高1 409 Pa;采用齿形襟翼后的风机降噪量随襟翼跨度的减小而增大,襟翼跨度为0.7时的降噪量达18.33 dB;齿形襟翼削弱了叶片尾迹强度,改善了叶根泡状涡尺寸,在襟翼顶部形成一较长管状涡,减弱了尾涡与叶顶泄漏流的相互作用;襟翼跨度越小,改善成效、降噪效果越显著;襟翼跨度为0.9时的齿形襟翼在改善全压、拓宽高效区和降噪等方面的综合性能最优,且在变安装角工况下可有效提升风机全压、改善大流量侧效率。

鼓型结构旋转雾化脱酸塔烟气脱酸特性分析

针对脱酸塔SO_(2)脱除率不高的问题,将原筒体结构改进为鼓型,并在内壁上增加螺旋式烟气导流带。利用Fluent软件模拟计算这2种结构模型的烟气流动特性、塔内停留时间和脱酸剂平均粒径,并采用Barracuda软件对比分析塔内反应生成物、酸性气体的分布和酸性气体脱除率。结果表明,在相同进出口条件下,与原结构模型相比,鼓型模型具有更长的烟气平均停留时间和更小的平均脱酸剂粒径,有利于脱酸剂与酸性气体的接触反应;鼓型模型中的烟气对脱酸剂液滴的扰动更强,使反应物分布相对更均匀。在HCl脱除率保持基本不变的前提下,鼓型结构脱酸塔的SO_(2)脱除率比原结构提高了近5%。

一种单圆弧形叶片绘型方法分析

由于低比转速离心泵流道狭长,形成扭曲型叶片较为困难,因此低比转速离心泵通常采用圆柱形叶片。在众多圆柱形叶片中,单圆弧是一种较常见的圆柱形叶片形式,在以往的单圆弧叶片绘型过程中,寻找单圆弧的圆心的过程比较复杂。文章介绍了一种较为便捷的寻找单圆弧圆心的方法,同时用数学方法导出计算叶片包角的表达式。该方法有助于水泵设计人员快速准确地绘型单圆弧叶片,从而达到提高设计效率的目的。

叶顶开槽——小翼结构对提升轴流风机性能影响的数值研究

为了有效抑制叶顶泄漏流的发展,降低叶顶泄漏损失,针对两级动叶可调轴流风机提出在吸力面构造叶顶小翼并开设斜槽的新型叶顶改型方案。采用Fluent数值模拟了5种叶顶改型方案对风机性能和流场特征的影响,分析了不同方案下流场、叶顶静压、叶顶泄漏量和动叶区做功能力的变化。结果表明:吸力面小翼可有效降低叶顶损失,小翼上开设顺流向斜槽可进一步提高风机性能,逆流向斜槽会使性能略有降低;顺流向单斜槽为最佳改型方案,在设计流量下全压和效率分别提升166 Pa和0.942%;叶顶间隙处产生额外的涡流,叶顶泄漏流得到抑制,动叶区做功能力得以提升。

锯齿襟翼尾缘叶片对轴流风机气动噪声的影响

以某双级动叶可调轴流风机为对象,对其动叶片开展齿形襟翼尾缘结构改型。采用雷诺时均方程和k-ε湍流模型及大涡模拟对改型前后的风机性能进行了数值计算,分析了齿形襟翼不同齿长对风机性能、气动噪声及内流特征的影响及内在机理。结果表明:齿形襟翼可大幅提升风机性能,且全压增幅与齿长成反比;采用齿形襟翼后,风机效率峰值向大流量侧偏移,运行高效区增宽;齿形襟翼可显著降低风机高频噪声,平均降噪量达13 dB;齿形襟翼改善了动叶尾涡结构,降低了叶中及叶根尾缘处能量耗散,影响了尾流逆压梯度区分布,减小了反向对涡核心区的二次回流强度,降低了风机气动噪声;齿长为0.8%弦长的齿形襟翼在改善效率、全压和降噪方面综合性能最优。