基于控制載荷法的離心風(fēng)機單板葉片設(shè)計與內(nèi)部流場分析
關(guān)鍵詞：離心風(fēng)機 發(fā)布時間：2013-07-17 點擊數(shù)：1189
控制載荷法是一種通過控制葉片表面載荷分布方式來設(shè)計葉片型線的方法。壓力面與吸力面相對速度不同,二者的差值稱為葉片載荷,通過控制壓力面和吸力面的相對速度或者是其他可以表征載荷分布的物理量的分布即可視為對葉片表面載荷分布的調(diào)整。離心風(fēng)機常用的葉型主要有單板葉片與中空機翼型葉片。二者相比,中空機翼型葉片氣動性能好,效率高,但是結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,加工制造成本高,且在空氣中雜質(zhì)顆粒較多的情況下,葉片容易磨損出現(xiàn)漏洞,導(dǎo)致外界雜質(zhì)進入葉片內(nèi)部使葉輪轉(zhuǎn)動失衡,影響風(fēng)機安全穩(wěn)定運行。單板葉型雖然氣動性能相對略低,但是在制造成本、運行穩(wěn)定性方面具有明顯優(yōu)勢。本文以4-72型離心通風(fēng)機為原型,首先,利用商業(yè)流體計算軟件對原機翼型葉片葉輪組進行全工況范圍內(nèi)數(shù)值模擬,并分析模擬結(jié)果,得到其基本的流場特性與性能曲線,發(fā)現(xiàn)其流動損失主要是集中在靠近輪蓋側(cè)的端部損失。然后,在給定工況下,采用控制載荷法設(shè)計出不同載荷加載方式下的單板葉型,并對其流場進行數(shù)值模擬,通過對結(jié)果的對比分析,表明針對該風(fēng)機,載荷前加載方式所設(shè)計的葉型可以獲得性能更好的效率和壓升。同時將載荷前加載分布方式下所設(shè)計的單板葉片的模擬結(jié)果與原機翼型葉片葉輪數(shù)值模擬結(jié)果進行詳細對比,結(jié)果證明,在不改變風(fēng)機葉輪組輪盤、輪蓋外形和葉片數(shù)目的前提下,利用控制載荷法可以設(shè)計出氣動性能達到原中空機翼型葉片標準的離心風(fēng)機等厚度單板葉片,且由于單板葉片其本身結(jié)構(gòu)特點,避免了中空機翼型葉片因磨損而導(dǎo)致葉片破損從而產(chǎn)生葉輪組轉(zhuǎn)動失衡的狀況。
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