橢圓形進口集流器對多翼離心風機性能影響的實驗研究（2）

風機廠石家莊風機廠石家莊風機石家莊市風機廠石家莊風機維修石家莊風機銷售

3數值計算方法石家莊風機內部不可壓縮定常流場采用Fluent軟件來求解，湍流模型采用RNG h模型，近壁區采用增強型壁面函數法處理，對流項離散采用二階迎風差分格式進行，擴散項離散采用二階中心差分格式進行，速度一壓力耦合采用SIMPLE算法求解，同時給定進口大氣壓力、出口靜壓邊界條件．石家莊風機為雙進氣結構，為了減少網格數目，僅需模擬軸盤對稱的1／2石家莊風機區域，計算區域網格總數約650萬．
4.實驗與數值結果及其分析．1D=30。時改進石家莊風機的性能圖4是口=30。時改進石家莊風機在變轉速工況下的相對性能圖譜．從圖中可以看出，實驗中存在著不增加石家莊風機噪聲卻明顯提高石家莊風機氣動性能的結構，也存在著氣動性能不變但石家莊風機噪聲明顯降低的結構．當e。=O．067、e2=O．033時，Q在變轉速工況范圍內提高了9．o％～11．o％，呀提高了2．5％～3．7％，噪聲降低了O．4～O．6 dB；當￡l=0．067、￡2—0．067時，Q在變轉速工況范圍內提高了2．5％～6．0％，17提高了O．6％～1．4％，噪聲降低了1．2～1．5扭從總體上看，各實驗方案的石家莊風機氣動性能均有所改善，但石家莊風機噪聲卻有升有降．
4．2口=0。時改進石家莊風機的性能圖5是口一O。時，改進石家莊風機相對性能隨轉速變化的示意圖．從圖中可看出，￡1—0．067、￡2一O．067方案更有利于提高石家莊風機的性能，此時，Q在變轉速工況范圍內提高了8．8％～12．8％，刁提高了1．7％～4．6％，噪聲降低了O．4～0．6 dB．該結果與日一30。時相同，各方案下改進石家莊風機的氣動性能均有所改善，但石家莊風機噪聲卻有升有降．
4．3口=330。時改進石家莊風機的性能圖6是口一330。時，不同結構下改進石家莊風機的性能與轉速的關系．從圖中可以看出：相比于口一30。及口=O。的方案，口=330。時改進石家莊風機的氣動性能均有所改善，但噪聲增大；在橢圓形集流器下，偏心角對石家莊風機的綜合性能有較大的影響．4．4結果分析表3列出了18種方案中的3個最佳方案及其在變轉速工況下的相對性能．從表中可以看出，石家莊風機的最佳性能均在￡1=O．067時取得．當口一30。、￡，=e：=o．067時，石家莊風機噪聲明顯降低，而氣動性能不變；當日=30。、￡】=O．067、￡2=O．033以及口=0。、￡】一￡2=O．067時，石家莊風機氣動性能大大提高，噪聲不變．圖7是表3方案下集流器出口截面與葉輪相對位置的示意圖．8是口=30。、e】=ez=o．067時，改進石家莊風機與原石家莊風機在設計轉速下的噪聲頻譜圖．從圖中可以看出，原石家莊風機基頻噪聲較小，主要噪聲分量集中在O．4～7 kHz附近．在基頻659 Hz處，改進石家莊風機的聲壓級有所降低；在1 kHz附近及在3～7 kHz頻段，改進石家莊風機的聲壓級均有所降低，表明石家莊風機的總噪聲得到了控制．進一步對原石家莊風機以及口一o。、e】=e2=o．067時的改進石家莊風機進行了數值模擬．表4是石家莊風機轉速在1 100 r／min時，原石家莊風機與改進石家莊風機的數值模擬與實驗結果對比．從表中可以看出，數值模擬誤差較大(由于研究對象(石家莊風機)的壓力很低(全壓小于70 Pa)，所以數值模擬難度較大)，這也是目前國內外對該類石家莊風機進行研究時普遍遇到的問題，但仍可用數值模擬結果對流動進行定性分析[9]．模擬結果表明，改進石家莊風機的流量增加了，這與實驗得到的結果相同，因此本文采用數值模擬結果定性地解釋了實驗結果．