离心风机及内部三维流场的计算办法

依据作业原理的不同风机能够分为容积式、叶片式和喷射式三种。其间叶片式风机首要有离心式、混流式、轴流式和横流式四种，其间使用醉广泛的即为离心式风机。离心风机的压力离心鼓风机的静压和全压静压sp为气体对平行于气流的物体外表效果的压力，它一般是经过笔直于物体外表的孔来进行丈量。离心鼓风机叶轮中的气体流面简直与叶轮的滚动轴面笔直。其叶轮滚动所发生的离心力为离心风机压强升的首要来历，而且在叶轮内部由离心力发生的压强升要远远大于气体相对速度改动而发生的压强升，而且选用增大风机的叶轮宽度增大风机流量的办法，往往导致风机的功率下降，因而离心风机一般适用于高压、小流量的场合。下面临其功能参数、结构特色和内部丢失等进行具体介绍。

离心风机的压力

离心鼓风机的静压和全压静压sp为气体对平行于气流的物体外表效果的压力，它一般是经过笔直于物体外表的孔来进行丈量。

通风机的功能曲线通风机的全压t FP、功率P、功率η等功能参数随通风机的流量Q改变的联系曲线，称为通风机的功能曲线。在原风机电机不变的情况下，风机叶轮直径由2557mm增加到2624mm，叶片类型发生变化。依据通风机的功能曲线，不只能够查验计算参数与实测参数之间的共同程度，还能够断定通风机的适应性。例如当通风机的功率特性曲线较平整时，此刻风机的搞效区较大，在变工况时通风机仍能够在搞效的工况点小作业，此刻能够认为该风机的适应性较好。

离心鼓风机边界条件下的工作压力为101325pa，入口边界条件下的压力入口，表压为0，初始压力为-50pa。离心鼓风机出口边界条件设置有压力出口，根据不同的工作条件设置不同的压力值。其他边界保持默认墙设置。经过考虑各部件丢失之间的相关联系，并以很多的实验资料和现代计算方法为基础，得到了具有理论根据和实际使用价值的风机及丢失模型。采用三种不同的网格密度对离心风机的计算域进行离散。较小网格数为case1，网格数为1404467。在此网格的基础上，相应边上的节点数增加了1.2倍，得到了实例2。网目尺寸为2506630。然后将case2对应边上的节点数增加1.2倍，得到case3的网格，即4647360。在三种不同网格密度下设置相同的边界条件，经过计算，得到了离心鼓风机样机在设计条件下的全压、全扭矩和效率。从表中可以看出，在设计条件下，风机的总压和效率随网格密度变化不大。但是，由case1和case2和case3计算的值之间存在一些差异。考虑到计算的准确性和机器时间的消耗，后一个网格的数量是根据案例2的数量计算的。

离心风机的瞬态计算方法采用第二章所述的稳态计算方法。计算结果收敛后，将收敛结果作为瞬态计算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。离心鼓风机的传动方式因使用场合不同而不同，离心风机的传动方式也不同，如图1。采用隐式分离法求解离散方程。离心鼓风机的压力修正采用简单算法进行。对流项采用二阶迎风格式离散，扩散项采用二阶中心格式离散，时间项采用二阶隐式格式离散。时间步长由公式确定。离心风机空气动力噪声的计算离心风机运行时产生的噪声主要包括机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声。离心风机的内部是复杂的三维非定常涡噪声。复杂流场结构与气动噪声的相关性是气动噪声研究中的一个难题。

为了了解三维流场结构对气动噪声的影响，在气动噪声预测中，采用条带理论方法确定叶片表面的气动参数。近年来，风机流场结构的研究取得了很大进展。在风机气动噪声预测中，建立了相应的物理模型和数学模型，介绍了复杂流场的数值模拟技术，进行了考虑三维流场的气动噪声预测计算，研究了流场结构对离心鼓风机气动噪声的影响。目前离心鼓风机的湍流数值模拟方法有直接数值模拟法、雷诺时间平均法和大涡模拟法。讨论了如何有效地控制风机内部流量，降低风机噪声。离心鼓风机采用多耦合仿生设计和数值计算方法，研究了仿生叶片的降噪机理。结果表明，仿生叶片的锯齿后缘结构可以有效地改变叶片后缘脱落涡的结构和频率，从而减小叶片表面的压力波动和气流对叶片前缘的影响，使A计权声压级提高。风机的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]将叶片的线性后缘改为S形后缘，结果表明，S型后缘叶片能有效地降低空调风机的噪声，使离心鼓风机噪声降低到2.2dB左右。当S型后缘角为5度，叶片倾角适当增大时，可有效降低空调风机噪声。