【技术帖】轴流风机的气动性能优化

2023-08-30 11:18:51    来源:哔哩哔哩

轴流就是与风叶的轴同方向的气流,如电风扇,空调外机风扇就是轴流方式运行风机,其用途非常广泛。之所以称为“轴流式”,是因为气体平行于风机轴流动。轴流风机主要由风机叶轮和机壳组成,结构简单但是数据要求非常高。轴流式风机通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合,由此轴流风机的气动性能成为评判其性能优劣的重要指标。

本文即将展示的是某轴流风机的气动性能优化的全流程介绍。通过对轴流风机的叶片和风道进行调整优化以提高其流量与效率。


(资料图片仅供参考)

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优化前准备工作:

为了方便对叶片进行调整,建立叶轮的全参数化模型,并将叶片分为六个控制截面来调整参数变化。之后设定参数变化规律或给定算法,在优化软件中会自动生成不同模型并启动CFD软件进行仿真计算。

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优化目标:PQ性能与效率

模型优化过程中,主要分为风道及叶片的调整,调整内容如下:

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优化过程:

首先我们在软件当中建立全参数化的模型,然后优化软件设置中的参数以及参数变化范围,接下来与CFD软件进行耦合,最后进行全自动的性能优化。其中对于优化参数部分,主要是对扇叶进行优化:有叶片的翼形、弦长、三个方向的角度以及叶片数量,除此之外本次对风道也进行了一定程度的优化。

叶片不同参数下的子午流道压力分布图(压力分布越均匀其二次流速损失就会越小,气动性能和效率就会越高)

叶片形状优化前后对比

优化结果:在所有流量下,优化风扇的静压/全压效率和PQ始终高于原始风扇

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优化操作流程:

第一步:3D参数化建模,第二步:设置 CFD 流程,第三步:确定优化的几何参数,进行DOE并生成样本库,第四步:设置优化目标,并进行优化计算。

详细操作请见视频:/video/c209845

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如有需要请添加:jishulink666,备注【B叶轮机械】 作者:技术邻 

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