基于数值模拟的离心风机性能优化.pdf

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1、2011年第39卷第5期流体机械5文章编号：1005—0329(2011)05—0005—05基于数值模拟的离心风机性能优化王昊。吴亚东，欧阳华(上海交通大学，上海200240)摘要：以某纺织机械吸纱用的离心风机为研究对象，采用数值模拟的方法，通过更换叶轮翼型以及改变叶片的安装角，以评估风机性能的变化。数值结果显示，更换叶轮翼型和改变叶片的安装角均能改善风机的性能，提高效率，更换叶轮翼型时效果更佳。关键词：离心风机；数值模拟；性能优化中图分类号：TH432文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．05．

2、002PerformanceOptimizationofCentrifugalFanBasedonNumericalSimulationWANGHao，WUYa—dong，OUYANGHua(ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Centrifugalfanfortextileisconcernedbymanyexpelsbecauseofitscomplicationonapplicationsituation．Thispa。pertookonecentrifuga

3、lfanforabsorbingyarnoftextilemachineasresearchobject，usednumericalsimulationandevaluatedtheperformancechangeofcentrifugalfanbymeansofchangingblades’installationangleandusingthefoil-shapeblade．Thenumeri-calsimulationresuhsshowedbothchangingblades’installationangleandusingthe

4、foil—shapebladecanimproveperformanceofcentrifugalfan，increasedtheeficiency．Usingthefoil—shapebladeisabetterchoice．Keywords：centrifugalfan；numericalsimulation；performanceoptimization1前言工况及其附近运行时，具有较高的效率，但有的风机由于选型不当，或受到目前风机产品规格及品风机是国民经济各部门中应用量大，使用面种的限制而使得选型的配套性较差，或由于装置广的通用机械，

5、广泛装备在冶金、石油、化工、纺发生改变等诸多因素的影响，使风机的容量过大织、电力、轻工等工矿企业，用以对生产过程中散或过小。容量过大，将引起调节时的损失增大；容发出的大量的热、湿、工业粉尘、以及有害气体和量过小，则不能满足使用上的需求。因此，需要对蒸汽采取有效防护和净化处理，回收利用。在纺已有的风机进行改造。织工业领域，风机的作用尤为明显，络筒机的离心数值模拟是以电子计算机为手段，把数学模风机提供单锭接头和换管时吸头装置的负压进行型蕴藏的定量关系展示出来。近年来随着计算机吸纱，是纺纱机械主要的能源消耗，离心风机工作技术的日新月异，复杂流动问题

6、的模拟计算迅速时的效率和小流量工况下的稳定性对纺纱质量有发展，计算流体力学越来越受到重视。计算流体重要的影响。据统计，我国各类风机和泵的耗电力学(CFD)是通过数值离散求解流体运动方程，量约占我国总发电量的三分之一多，仅工业用通揭示流体机理和流动的规律，相当于“虚拟试风机的耗电量就占我国总用电量的5％左右，因验”，与真实试验的不同是CFD免除物理制造和此，从节约能源、降低噪声污染的角度考虑，设计测量，因此产品开发的费用和时间周期大幅减少。出高效率的风机有十分重要的意义。风机在设计20世纪8O年代以来，CFD已成为当前国际上最收稿日期：2010

7、—07—07基金项目：国家科技支撑项目资助(2007BAF19B04)2011年第39卷第5期流体机械7计算采用k—s紊流模型，压力和速度采用SIMPLEC算法耦合，标准壁面函数，离散方式采＼、一n用二阶迎风格式。边界条件给定转速，入口质量il流量，出口压力。Fj一—一4优化方法及结果讨论＼一～●由于纺织用离心风机结构的特殊性，其外部图6NACA0012翼型以及计算网格结构不能改变，所以只能从叶轮优化角度出发。目前叶轮优化有如下几种：改变叶片的型式，改变5试验研究叶片的类型，改变叶片的安装角等，其中改变叶片的型式就是叶轮采用前向叶片、后向叶片

8、以及径风机的性能试验按照GB／T1236—2000进行向叶片，现有风机的叶轮采用的后向叶片，其效率测量，试验台布置如图7所示，属于进气试验装较高，如果采用前向叶片或