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6-30型风机流场的三维模拟与分析

作者:轴流风机380v 工业  来源:未知  浏览次数: 日期:2020-06-02 11:50

技术创新6-30型范蠡文华1号风机兴文2号(辽宁工程技术大学辽宁阜新机械工程学院流体6.1)流场三维模拟与澄清对离心风机内部流场进行了三维数值模拟。竞赛采用了比例k-e湍流模型和非结构网格。通过仿真,发现了蜗舌对叶轮内部流动和叶轮内部部门空气螺旋流动的影响,捕捉到了离心风机内部的许多主要流动现象。同时,对比赛结果进行了分析,为改进该型风机的性能提供了必要的依据。近年来,随着计算机技术的飞速发展,介质竞争流体动力学(CFD)越来越广泛地应用于离心风机的研究中。本文应用有争议的流体动力学商业软件Fleunt对6-30离心通风机的流场进行了三维模拟,并对模拟过程中的流场进行了研究,找出偏差,以提高通风机的性能。(2)建模和论证方式:湍流动能、湍流耗散项和动量方程均采用二阶动量型离散;在迭代辩论中,应用了次劣化迭代,默认采用松弛系数。2.1风机的主要参数如下:流量gv min,叶轮直径D2=490mm,叶轮轮毂宽度b=39mm,叶片数2=12,蜗壳基圆半径274mm长、宽,叶片2移动充分,延长了进口和出口。工作介质是标准温度和压力下的空气,牛顿流体被认为是局部各向同性的。蜗壳垂直于Z轴,轴平面为xy平面,垂直纸面为Z轴。模型(移除叶轮前盖)由三维软件AUTOCAD建模,如图所示。2.2网格划分策略用于划分风机内部流场。考虑到离心风机内部复杂的流动情况,整机分为三个部分:进气部分、叶轮通道部分和蜗壳部分。2.3掌握方程本文中,扭曲叶轮与固定蜗壳之间、扭曲叶轮与固定进口管之间的耦合采用了多参考框架,将离心风机内的流场简化为叶轮在某一位置的瞬时流场,并以稳定的方式解决非定常问题。对于稳定的不可压缩流体,取坐标系随叶轮以恒定转速沿程滚动,考虑粘度假设,采用笛卡尔坐标系,速度矢量中用于X、Y和Z目的分量为U、V,当采用比例A-e模型求解问题时,掌握方程包括连续性方程、动量方程、K方程和E方程。这些方程可以表示为以下一般公式:U,V,比尔是m/s,工厂是扩散系数,S是广义源项,湍流动能K和湍流动能耗散率E,并看到方程的具体形式和意义。2.4边界前提是在竞赛区的入口处,假设入口速度沿入口管道的入口横截面均匀分布,给出入口质量流量并指定其垂直于入口的偏差。进口处的湍流动能k和湍流动能耗散率e取默认值。入口段和蜗壳段为静态网格,叶轮段和蜗壳段采用悬浮旋转坐标系,三段之间的接口设置为接口。对于进气道,叶轮和蜗壳与流体接触的所有壁面均采用防滑壁固定的前提,近壁区采用尺度壁面函数法,除叶轮和蜗壳段外,其余壁面均为静态,扭曲壁面除外。忽略竞争中的重力,涡舌流道附近z=15段的静态技术创新——对流场的影响。根据模拟结果,可以判断风扇进口、流道进口、流道出口和蜗壳出口处风扇流量的加权平均值。从以上图表和数据可以看出,争议结果的速度和压力分布与实际情况一致,风机出口和风机入口的总压差为3

靠近蜗舌的流道中的流速变化很快,达到高流速的区域很大,并且位于流道的中部和后部。然而,远离蜗舌的流道中的高流速区域仅分布在出口靠近叶片的小区域,流动竞争稳定。4.可以看出,由于蜗舌的滞止效应,蜗舌周围存在静压的高压区域,导致蜗舌周围的流动通道出口处的静压较高,从而使得该部分中的流动通道的出口和入口速度小于其他流动通道的速度。在一个统一的时间内,通过该扇区中的流道的流量较小,即靠近蜗舌的流道具有比其他扇区更弱的工作能力。涡舌附近流道内的流体流动是混沌的,即流道内的流体流动损失比其他部门大,显示了整个叶轮内的轨迹和涡舌附近流道内的轨迹。(3)可以看出,在每个叶片流道中都有一些严重偏离叶片偏差的痕迹。为了更清楚地研究这些痕迹,在流动通道的入口处平均设置4条目标线,以检查从这4条目标线开始的流体痕迹。为目标线分布图,标为甲、乙、丙、D4目标线。这是从这4条目标线开始的流体轨迹,从两个目的来看。可以看出,从靠近叶片非工作表面的A和B目标线开始的气流更加平均和稳定。另一方面,从靠近叶片工作面的C和D目标线的上部开始的气体沿流道倾向于具有明显的螺旋流动,这必然会增加叶片流道的流动损失。结论通过对设计工况下6-30离心风机内部流场的模拟,识别出各叶片流道内流体压力和流速的不均匀性。奇怪的是,靠近蜗舌的流道与其他流道也有很大的不同。还分析了叶轮进口、叶轮内部和蜗舌周围的能量损失。(1)在叶轮扭转过程中,各流道的流量随着其在叶轮中相对位置的不同而发散。压力和速度分布具有明显的轴向误差对称性,特别是在靠近技术创新导向涡舌的流道中。蜗舌的设计对整个机器的功能有很大的影响,因为蜗舌不仅会造成循环损失,还会影响到靠近它工作的能力。在叶轮的每个流道中都有一股流过流道,这种不确定的流动也会带来部分能量损失。这种不规则流动主要是由气体从靠近叶片工作表面的上部流入叶轮引起的。综上所述,利用数值模拟来研究离心风机的内部流场,可以方便直观地观察风机内气体的流动情况,并且可能需要提供具体的数据来说明我们改进和设计性能更好的风机的目的。



 关键词: 6-30,型,风机,流场,的,三维,模拟,与,分析,