窗式空调器轴流风叶破损失效分析及优化

结合产品流通运输环境,对窗式空调器在使用过程中出现的轴流风叶破损失效问题进行系统性分析,并利用有限元仿真分析手段对失效现象进行相关模拟验证,同时对该轴流风叶等相关零部件结构优化方案进行仿真对比分析,最终确定结构强度优化方案。

空调轴流风叶叶尖颤动抑制方案的研究及应用

轴流风叶由于其显著的大流量和高效率特性,对于在空调室内部分的应用呈现出极大的潜力。针对某一空调室内侧的轴流风叶在运行中存在的噪声值和声品质问题,采用流固耦合仿真技术对轴流风叶的受力和变形情况进行深入分析研究,并对变形较大的叶尖部分进行截面优化。研究结果表明,采用压力面增强部的轴流风叶新设计方案,能够显著减小叶尖处的变形量,有效降低轴流风叶的噪声值和OA差。

空调用前掠式轴流风叶优化

为研究低压轴流风叶弯掠形式的气动性能优化方法,首先将风叶叶片切分为不同径向截面,调整叶片各径向截面角度,形成不同弯掠形式的优化叶片,然后基于CFD技术对优化叶片进行流场研究,并应用FW-H模型开展气动噪声分析,最后结合空调室外机进行风叶性能试验验证。结果表明:优化风叶全压效率提升3.6%,泄漏涡得到有效抑制,结合实测数据,1 800 m^(3)/h的基准风量下优化风叶效率提升约4.5%,噪声降低1.8 dB(A),趋势与仿真结果基本相同。研究结果可为低压轴流风叶增效和降噪提供技术参考。

尾缘结构变化对空调外机轴流风叶声场的影响

为探索空调外机轴流风叶尾缘结构变化引起的气动声学变化,参照国标噪声测量方法,搭建传声器阵列,测量不同尾缘结构风叶在不同转速下的声压级信息;采用波束形成技术,探究不同尾缘结构风叶在不同转速下的声源位置分布规律。结果表明:与原风叶对比,尾缘凹陷结构风叶、尾缘微孔结构风叶、尾缘锯齿结构风叶均能有效降低气动噪声,其中尾缘凹陷结构风叶可降低噪声1.93-2.78 dB;原风叶、尾缘微孔结构风叶、尾缘锯齿结构风叶声源位置随频段的增加逐渐远离旋转中心,其中在频段Ⅰ四种风叶声源位置都位于轮毂和叶根附近,在频段Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ尾缘凹陷结构风叶声源位置分布在尾缘凹陷结构区域附近。为优化风叶气动声学性能提供试验参考。

尾缘锯齿齿角变化对空调外机轴流风叶声场影响的试验研究

为探索尾缘锯齿齿角变化对空调外机轴流风叶声场的影响,根据《声学声压法测定噪声源声功率和生能量级反射面上方近似自由场的工程法》(GB/T 3767—2016)规定的声压级测量方法,在额定转速下采用传声器阵列对不同角度的尾缘齿角风叶进行时间平均声压级测量,利用波束形成技术探究风叶噪声源分布规律。试验结果表明:随着尾缘齿角的增加时间平均声压级均值非线性减小,尾缘齿角为90°的风叶比尾缘齿角为0°的风叶时间平均声压级均值降低了3.2~5.8 dB;随着声辐射频段的增加声源位置向叶尖方向移动且声源的声压级逐渐降低,同时锯齿齿角越大,声源位置随频率增加移动速度越快,移动距离越大。低频段声源位置随齿角变化较小,高频段声源位置随齿角变化较大。为低速小展弦比轴流风叶的降噪工作提供试验参考。

空调器室外机轴流风机内部流场特性研究

空调器室外机轴流风机系统广泛使用轴流风叶。轴流风机系统对空调器室外机换热能力起着决定性作用,轴流风叶对轴流风机的内部流场分布有着重要影响。本文通过对轴流风叶结构进行优化,主要研究前倾角的不同对轴流风机内部流场特性的影响。基于数值模拟技术,本文采用SST k-ω湍流模型探究内部流动特性。研究结果表明:叶片前倾角对轴流风机性能影响较大,尤其是在大风量工况下,减小前倾角会导致风机性能下降太大,小前倾角在设计工况点静压效率较低,叶片前倾角的变化直接影响轴流风叶流道内气流的流动,对叶根区域和叶顶区域的流动稳定性产生影响。

轴流风叶尾缘锯齿降噪性能分析及多目标优化

对某空调室外机轴流风叶尾缘进行锯齿设计,以锯齿齿高、齿角和齿间距为影响因素,以出口风量和整机噪声为评价指标进行正交试验,采用正交多项式回归分析结合差分进化算法,确定锯齿结构参数与出口风量和整机噪声的回归模型并分析其降噪性能。运用NSGA2遗传算法对回归模型进行多目标优化,确定尾缘锯齿最佳结构。结果表明:尾缘锯齿的齿高和齿角对出口风量有显著影响,适当增大齿角有利于改善由于齿高所导致出口风量减少的情况;齿角对空调室外机整机噪声有显著影响,适当增加齿间距对噪声抑制具有一定作用;尾缘锯齿最佳结构参数为:齿高5mm,齿角53°,齿间距9mm,通过将优化结果与原型机对比发现其出口风量减少6.82%,整机噪声减小3.8dB(A);采用最佳尾缘锯齿结构抑制低频段离散噪声效果良好,在90°方向上噪声降低最多。有关结论可为空调室外机轴流风叶优化设计提供依据。

轴流风叶流固耦合强度分析

为研究空调外机轴流风叶常用材料在使用过程中的变形情况,采用流固耦合仿真技术对PP和GF20%两种材料的风叶进行叶片强度和模态分析。计算结果表明,两种材料在空调正常运行情况下均可满足强度要求,并距材料屈服极限保有较大的安全性,从模态结果看风叶运行频率与各阶固有频率相差较大,不会发生共振。具体材料强度对比可知,PP材料的风叶相比GF20%变形明显增大。因此采用强度较大的GF20%作为风叶材料可有效降低空调长期运行时风叶变形导致的性能减弱风险。此外风叶长运实验结果与仿真趋势基本相同,说明本技术方法对工程设计具有实际参考意义。

空调室外机PP轴流风叶选型及可靠性研究

为进一步提高家用空调室外机的市场竞争力,对某空调35E壳体的轴流风叶进行对比验证4种PP材料,发现4种PP材料可以满足轴流风叶高温实验变形、高速实验变形、醋酸浸泡实验,但在冷热冲击实验、跌落实验、长期蠕变实验中,PP-GF30比其他3种材料更能满足轴流风叶性能要求,成本在4种材料中最低。

温室轴流风送药雾靶标沉积试验

为研究药液雾滴在温室靶区内和植株靶标上的沉积量及分布情况,以炮塔式压力雾化轴流风送高压静电喷雾系统为试验平台,在相同风机频率、喷雾压力和喷雾流量条件下,通过改变喷头高度和静电电压对风送药雾进行靶标沉积试验和分析。结果表明：沿风送轴线上距喷头150-200 cm靶区内的药雾沉积量都出现一个沉积高峰区;随着静电电压的增大,植株靶标上的药雾沉积量明显增加,荷电后的药液雾滴在风送射程和喷幅内的靶标沉积率显著提高。根据实际喷施作业目标,合理布置喷头高度和调节合适电压,是增加靶标沉积率的重要手段。

轴流风叶降噪机理及优化分析

为了降低轴流风叶的气动噪声,提高轴流风叶及其系统的气动性能,探究轴流风叶气动噪声产生的根本原因和内流场降噪的机理,寻找一种较为有效的降噪方案,以一款空调用轴流风叶为模型,针对风叶尾缘处进行结构参数化设计,提出了3种轴流风叶尾缘优化方案,并对各方案的内流场进行数值模拟分析,同时引用BVF(边界涡量流)诊断方法对仿真结果进行对比分析,最后通过试验进行验证,探究了轴流风叶涡流噪声的产生机理和有效解决涡流噪声的降噪方案.结果表明:边界涡量流诊断技术可用于分析诊断产生涡流的根源,通过涡量变化及内流场分布差异探究内部复杂流动机理是一种可行的仿真方案;风叶尾缘的旋涡流是产生涡流噪声的根本原因,通过减少叶尾涡流的尾缘锯齿方案能有效降低轴流风叶涡流噪声;提出了尾缘降噪的结构尺寸设计参考,为后续气动噪声的降噪研究提供一定的参考依据.

高速旋转电机轴流风叶周边变形的估算公式

对轴流风叶周边等效简化为弹性支承梁情况进行分析,推导出其变形的估算公式,并辅试验以验证,为设计串接电机确定风叶周边厚度等提供理论依据.

某轴流风叶的注塑残余应力计算与模拟

介绍了注塑残余应力的形成机理和主要影响因素,建立注塑制件的二维温度场和残余应力计算模型,并进行了某轴流风叶的注塑残余应力计算模拟,验证了注塑残余应力计算模型的合理性和准确性。

空调用轴流风叶优化设计方法研究

本文采用fluent对轴流风叶不同周向截面安装角进行流场分析,得到在最佳周向截面安装角时的优化风叶,其全压效率相比原风叶提升3.42%。将优化风叶进行风机性能实验,结果表明优化风叶同风量时比原风叶功率低2~5W,同风量噪音低0.5d B(A)。

基于有限元法的空调器轴流风叶强度分析与优化

为解决某空调器用轴流风叶在高速运转中破裂问题,基于有限元方法,研究轴流风叶的力学特性和强度分析方法,并基于分析结果对风叶的应力集中问题进行结构优化,经改进后风叶最大应力由148.2 MPa降低到87.2 MPa,并利用试验验证优化结果的准确性。

轴流风叶受力特性与模拟仿真

本文主要是对空调器用轴流风叶的受力特性进行了分析和模拟仿真,以某款轴流风叶为对象,进行了风叶的受力分析、应力强度分析,并通过模拟仿真进行了分析,最终对轴流风叶的结构设计、材料要求、应力强度要求提出了参考性建议。

低压轴流风叶轻量化材料研究与应用

空调室外机轴流风叶为运动部件,长期处于高温或低温环境中,要求叶片拉伸和弯曲强度高、耐热性好、线膨胀系数低,才能保证整机性能稳定。行业内普遍采用玻纤增强AS材料,但玻纤增强AS的脆性较大,性能提升幅度有限,使用橡胶增韧的改善空间有限,且在总装生产、整机转运时易导致叶片断裂。从材料力学性能、单体型式试验、固有频率、整机风量、噪音、振动及长期运行可靠性等方面论证了复合增强PP替代玻纤增强AS材料在小直径低压轴流风叶上应用的可行性。研究表明,规格为φ320×118的轴流风叶使用复合增强PP替代AS-GF20材料,叶片重量下降41克/个,约14.2%,且风叶的单体和整机的性能、可靠性等各项指标均达到量产要求。

增强PP在空调轴流风叶上的应用

采用增强PP材料替代传统增强AS材料在空调室外机轴流风叶应用,从材料的力学性能、单体轴流风叶性能、整机噪声、风量等方面考察了增强PP材料在空调室外机轴流风叶上应用的可行性。结果表明,增强PP材料轴流风叶能满足空调室外机轴流风叶的使用要求。

空调轴流风叶强度分析与优化

为解决某空调用轴流风叶在高速运转中破裂的问题,本文基于有限元方法,研究了轴流风叶的力学特性和强度分析方法,并基于分析结果对风叶的应力集中问题进行分析和结构优化。经改善后,风叶最大应力由148.2MPa降低到87.2MPa,并通过试验验证了仿真优化结果的准确性。

轴流风叶气动噪声仿真分析及结构改进

轴流风叶的气动性能研究主要以试验为主,缺少有效的仿真评估方法。为提升轴流风叶开发效率,采用计算流体动力学(CFD)和计算声学(CA)分步耦合的方法对空调器轴流风叶气动噪声进行仿真模拟,通过试验验证仿真中前5阶谐波处声压级幅值误差在±8%以内,据此对原轴流风叶进行改型设计,增大风叶安装角,得到相同风量下气动噪声更低的改进风叶。该方法可为空调器轴流风叶气动噪声评估及风叶改进设计提供参考。