离心风机内部流场数值分析与实验研究

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离心式通风机已经被广泛地应用于航天、动力、能源、冶金以及化工等领域,在实际的工程应用中,离心风机性能的优劣将决定能源的利用率和生产效率。在决定风机性能的众多因素中,内部流场情况起到关键性作用。因此,国内外的许多学者已对风机的内部流场情况进行了研究,但由于离心风机导流器、叶轮叶片、蜗壳结构的复杂性,不同类型风机的内部流场情况也各不相同。本文对广泛应用于工厂及大型建筑物室内通风换气用的4-72NO.2.8A型离心风机内部流场进行了研究,并用实验加以验证。这对于4-72NO.2.8A型离心风机性能的改进和优化起着重要的作用。  本文将4-72NO.2.8A型离心风机内部流场分为三部分:导流器流场区域、叶轮流场区域和蜗壳流场区域,并采用PRO/ENGINEERING软件分别对三部分流场区域进行建模;然后运用GAMBIT软件对三部分流场区域进行网格划分和边界条件设置;最后运用FLUENT软件,选用标准κε-湍流模型,采用分离隐式求解器,对4-72NO.2.8A型离心风机内部三维流场进行数值模拟计算。本文对风机内部流场某一截面上的静压、总压、速度场、湍流强度、叶片工作面和非工作面上的压力以及Z=截面上的速度分布进行了0分析,得出了风机内部的压力、速度和湍流强度分布规律、风机内部流场存在的射流—尾迹流动结构和蜗壳内存在的涡流现象的产生和发展情况等结论。  本文在对数值结果进行实验验证时,采用皮托管测量法对风机出口处的风压、风速和出口流量进行了测量,并将测量结果与数值计算结果进行了对比验证。结果表明,本文对4-72NO.2.8A型离心风机内部流场进行三维流场数值模拟计算出的结果正确,为以后的优化设计提供了依据。
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