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防爆风机叶片厚度对轴流风机性能的影响

就防爆轴流风机而言,影响其效率的因素有比转速、叶型安装角、叶轮进出口角、相对厚度、径向和轴向间隙等。本文从相对厚度这一方面着手,研究减小翼型厚度对轴流风机性能的影响。在轴流通风机中,叶片的翼型有机翼型和圆弧板翼型等。常用的机翼型叶片可以分为两种:翼型下表面是平的或接近于平的;翼型中线是弧形的,可以是单圆弧、双圆弧或近似的抛物线。本文研究采用双圆弧作为翼型中心线的翼型,以理论计算的轴流风机叶片进出口角的大小以及翼型的弦长,确定组成翼型中心线的两段圆弧的半径及长度。

防爆轴流风机空气动力设计的目的是在满足设计参数的前提下,根据获得高效率或低噪声的原则,计算出轴流风机有关部件在流道中的几何尺寸,并绘制轴流风机图纸。本文采用数值模拟的方法,利用CFD软件对轴流风机的流场进行模拟 ,以轴流风机全压效率最大为目标函数,建立了轴流风机的优化设计模型。

防爆风机叶片可以看作是由无数个叠加在一起的翼型面组成的,防爆轴流风机叶轮叶片采用变截面扭曲叶片,各个截面的翼型径向重叠采用重心对齐方式,每个截面的翼型形状相似,但面积不等。

防爆风机实体模型的建立,是通过Fluent软件中的Gambit/Turbo模块实现的。计算区域包括风机进口段、叶轮和导叶三部分,根据通风机性能试验标准 ,进口段增加长度为三倍的外壳直径的进口段。首先要通过几个不同截面能够描述叶片翼型的三维尺寸,建立满足Turbo模块建立三维模型所需的tur文件;然后导入Gambit中,通过Turbo模块建立风机叶片实体的三维模型;最后通过Gambit中的一系列的点、线、面操作,完成风机实体的完整的三维模型。由于模型的几何结构比较复杂,采用对复杂边界适应性比较强的三维非结构化四面体/六面体混合网格,网格总数大概为180万。