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本文以相关科研项目为依托,针对降温风扇低压小流量的特点,以BA31 风扇为研究对象,通过数值模拟与试验验证相结合的方法,分析风扇内流特征。综合现有的各种求解方程和湍流模型,结合电脑风扇的自身特点,以及国内外模拟方法,确定一种适合于机箱流场计算和气动性能分析的数值计算方法。通过分析BA31 叶轮叶片压力分布情况,结合端导翼相关理论,对原风扇进行优化。采用压力面添加叶顶端导翼的方法能够有效的提高设计工况下风扇气动效率、提高风扇输气量;采用吸力面添加端导翼方法,没能达到优化的目的,反而使风扇效率下降7%;在非设计工况,两种优化方法都不能有效提高风扇气动效率。
针对风扇叶顶泄漏流进行分析,探讨叶顶泄漏涡的形成机理,结合端导翼优化叶轮,对比设定流量下改进叶轮与原始叶轮的各性能参数。叶顶泄漏涡产生是由叶面压力面与吸力面压差的影响,以及叶顶压力梯度过大等因素引起;端导翼安装在压力面情况能够改善吸力面顶部压力过低问题,减低压力面压力,对于整个叶轮流域,这种改动能够降低平均湍流强度9.5%;而端导翼安装在吸力面情况虽然能够降低压力面压力,然而这种改动扩大了吸力面低压区域的面积,使得平均湍流强度提高15.3%。通过分析端导翼技术在降温风扇上运用,确定了一种改善降温风扇提高气动效率的方法,为提高风扇性能的理论研究和实践提供了依据。