动叶可调轴流式风机叶片全三维气动优化方法研究

本文以某电厂660MW机组的动叶可调轴流式送风机和引风机为例,重点讨论了深调负荷下,定制化设计风机叶型的方法。根据风机现有运行情况及风机本体特性,确定了风机优化目标,通过五个步骤时风机叶型进行定制化设计并予以实施,性能测试结果说明改造后风机性能可以达到预期的效果,同时改造费用和工程量均为最低。本文对定制化叶型从选型、设计到实施后评估的全过程进行了详细描述。同时对此改造过程中出现的问题进行了分析讨论,也提出了设计定制化叶片需要关注的问题。

矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数优化设计

以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片为研究对象,应用响应面法(RSM)和三维流场分析对矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数进行优化设计。首先定义矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数,然后以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片的弯、掠角为设计变量,以通风机全压效率最大化为优化目标,建立前后两级叶片的弯、掠角与通风机全压效率的响应面模型,最后对各参数进行优化设计。结果表明,通风机全压效率提高了1.64%,通风机的气动性能得到进一步改善。

轴流风扇转子叶片优化设计

针对一通用型轴流风扇的转子叶片,以三维粘性流场的数值计算程序为平台,利用人工神经网络BP算法和遗传算法,通过叶片弯掠技术对叶片的周向弯曲角度进行寻优,以使风扇的性能进一步提高.通过对比优化前、后的叶轮发现,优化之后的叶片形成明显的沿周向顺叶轮旋转方向弯曲.试验结果表明,其全压效率提高了1.27%,全压升提高了3.56%,上、下端部的流动损失进一步降低.

风机叶片的剖面翼型反设计优化技术

使用反方法进行风机叶片的翼型设计,采用了一种非线性优化速度分布的方法,分别针对吸、压力面的初始速度分布采用不同的优化手段,可以有效地调节翼型的厚度。并且在设计中可以自由给定攻角、落后角,通过速度分布的优化得到符合工程应用要求的风机叶片的翼型。并依据探索出的速度分布优化准则,设计出了三种风机叶片的翼型。

基于参数化建模的动调轴流风机后导叶DOE优化

基于AutoBlade平台对R+S级动调轴流风机进行参数化,以后导叶出口气流角及弦长为优化变量,总效率和静压压比为优化目标,完成了气动设计后的R+S级动调轴流风机的三维DOE优化。原有的气动设计时的DOE优化方法,将轴流风机数值最优化方法与正问题流场计算相结合的DOE优化方法,能够实现多变量组合优化设计,实现二次流损失的有效控制。优化目标全压效率和静压压升分别提高了1.97%和0.056,并得到优化后的最优叶型。

前弯前掠低噪声纺织轴流通风机的优化设计

从提高纺织轴流通风机效率、降低风机气动噪声的目标出发,采用叶片前弯前掠技术,在叶轮叶片的重心线上各基元截面采用高效翼型的最优化流型成型。应用叶片前弯前掠和最优流型相结合的技术研制开发了JYFZ新型纺织轴流通风机,并与目前纺织行业应用量较大的FZ40(35)-11/12型纺织轴流通风机进行了对比性能测试。结果表明,JYFZ型纺织轴流风机具有效率高、噪声低、质量轻、结构简单及工作区域宽广等特点。

完全可逆轴流风机的设计与优化

针对可逆轴流风机S型叶片正反向运行损失较大,效率难以大幅度提高的问题,本文分析了组合叶栅相对于S型叶片的优势,采用组合叶栅的构想设计组合叶片可逆风机;采用可控涡扭向规律的设计方法设计出高效轴流风机单转子;为了探索可逆风机组合叶片设计中前后排叶片的相对位置对风机总性能的影响,对组合叶片设计进行了基于不同轴向和周向位置的布局探索,共建立了16套不同的转子模型,并进行详细的数值计算和分析对比,得出了可逆风机组合叶片设计前后排叶片布局的最佳方案,最终得到的完全可逆风机的性能满足要求,正反风效率均在85%以上,同时,由于前后排叶片的完全对称布置,保证了风机正反风性能的完全可逆性。

对旋轴流通风机变转速与变安装角匹配性能分析

为研究前后两级叶轮转速与叶片安装角对对旋轴流通风机的性能影响,找到不同工况下各参数的最佳匹配关系,对通风机进行数值模拟。首先设计合适的正交表,以尽量提高通风机全压效率、全压为目标对通风机进行正交优化试验;然后通过极差分析方法,得到各个工况对应的最优组合方案。结果表明:与原模型相比,优化后的通风机内部流场得到了改善,降低了损失;对于该种对旋轴流通风机,采用最优组合方案,平均全压效率比原通风机提高了12.80%,全压提高了24.22%。利用正交优化法,可以得到通风机在不同工况下所对应的各可调节参数的数值,从而为提高通风机的性能提供指导。

轴流风机叶片优化设计仿真与模态分析

针对轴流风机在运转过程中,会碰到由于叶片的共振而引起的工作性能下降,本文利用计算流体力学(CFD)和模态分析理论,通过建立优化设计叶片的有限元模型进行仿真和模态分析,得到三种类型叶片在额定转速下流量-静压曲线和叶片的各阶固有频率及相应振型图,分析了进行叶片优化后风机性能有所改善的原因。结果表明,优化设计后改善了轴流风机工作性能,最大流量提升了5.8%,最大静压提升了7.3%,并通过差值比较得出叶片表面布置为逆螺旋三棱柱体为最佳优化方案,其叶片固有频率升高2.3%。

基于人工神经网络和遗传算法的动叶可调轴流风机后导叶数值优化

以自主设计的单级动叶可调轴流风机模型为研究对象,建立了基于人工神经网络和遗传算法的三维气动优化设计模型,在设计点对后导叶进行三维气动优化生成优化叶型,并运用全通道三维数值计算方法对后导叶优化前后的风机整体性能进行数值模拟。模拟结果表明:与原始叶型相比,设计点优化叶型风机效率提高了1.1%,风机全压提高了2.1%;非设计点风机效率提高了8.6%,风机全压提高了20.3%。通过进一步对叶轮级内部流场分析可知,无论是在设计点还是在非设计点,优化叶型较原始叶型不仅表现了更强的抗气流分离能力,而且能够有效抑制叶栅通道内低能流体团的径向迁移,因而优化叶型显著减少了叶栅通道内部的流动损失。

基于风扇叶型周向参数化的优化研究

选取直叶片叶型小型轴流风扇为研究对象,以静压为优化目标,优化方法为遗传算法和近似函数方法,优化计算得到性能更优的风扇模型,分析研究优化前后风扇静特性及流场的变化,利用风扇测试系统对优化前后风扇进行静特性实测,并与数值模拟结果进行对比。结果表明:优化后得到了不同参数化方法的优化模型A和B,分别为倾斜叶型和弯曲叶型,两模型的静压均较优化前提高了近20%,静特性和流场状况也均优于原始模型,实验数据和数值计算结果趋势相同且数值接近,达到了对周向参数优化以提高风扇性能的目的。

轴流式机翼型中空钢叶片的制造工艺

轴流式通风机的机翼型叶片相对于圆弧薄板型叶片,因其效率高、噪声低等优点越来越被广泛使用,机翼型叶片通常采用铝合金铸造、浇钢铸造或锻压制造,但是在特殊设计、小批量的情况下其生产成本过高。为此,可以采用机翼型中空钢叶片焊接制造工艺,以低成本、短时间完成高效、低噪机翼型轴流风机的生产,这种风机既可以用作一般用途,也可以用于耐高温场合。

基于Fluent的轴流式通风机叶片展向结构对通风安全性能的影响

针对现有轴流式通风机工作时效率低下、耗能大、经济性差的缺陷,利用Fluent仿真分析软件对叶片展向不同结构下的风机通风安全性能进行研究,并针对性地采取优化方案。结果表明,当风机在大流量工况下进行运行时,优化后其风机的工作效率和工作全压均不同程度地降低,当在小流量下工作时风机的导叶扩压能力增加,能够有效降低风机在低流量下的噪声水平。

高硫煤地区AP动叶可调轴流引风机动叶卡涩原因分析及密封优化改进

四川华电珙县发电有限公司#61、#62锅炉在投运两年后,4台AP动叶可调轴流引风机发生风机叶片卡涩、风机轮毂腐蚀严重等问题,造成机组停运。本文针对风机动叶卡涩原因进行分析,并对密封性进行优化改进,避免了类似事故发生。

轴流风机REXA静叶控制器的性能优化

用于轴流风机组的新REXA静叶控制器本身存在安全隐患,为节省成本及避免耽误工期,提出了一系列创造性的改进措施,对静叶控制器的性能进行了优化,成功消除了安全隐患,保证了静叶控制安全、有效的运行,同时,改进措施被REXA供应商采纳,将应用到其以后的产品中。