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目前的工業(yè)用軸流風(fēng)機存在效率低、噪聲大等缺點(diǎn),FZ紡織空調軸流風(fēng)機葉輪葉片所選用的機翼型葉輪并結合彎掠特征在提高葉輪氣動(dòng)效率、減小氣動(dòng)噪聲及拓寬葉輪穩定工作范圍等氣動(dòng)特性上具有*表現,相關(guān)方面的研究越來(lái)越廣泛和深入,但研究對象普遍集中于低速翼型結合彎掠特征上,對高速翼型結合彎掠特征在低流風(fēng)機上的研究還相對較少。本文采用孤立翼型設計方法和變環(huán)量流型結合三維造型方法并選取以往研究發(fā)現的*積疊線(xiàn)組合方式及彎曲角度設計了具有NACA65翼型的直葉片、正彎和反彎葉片軸流葉輪,并采用計算流體力學(xué)方法計算了三種葉輪的氣動(dòng)及葉頂渦聲特性,分析了周向彎曲方向對三種翼型葉輪的氣動(dòng)和聲學(xué)特性影響規律。主要研究?jì)热菁敖Y果如下:(1)對具有NACA65-410翼型的直葉片軸流葉輪進(jìn)行了總體氣動(dòng)性能實(shí)驗驗證,結果表明兩者變化趨勢吻合良好,平均誤差處于10%以?xún)?表明模擬結果真實(shí)可信;(2)直葉片積疊線(xiàn)引入周向彎曲后對葉輪氣動(dòng)特性的影響規律并不一致,運行工況處于設計工況以下時(shí)周向彎曲可分別降低或提高氣動(dòng)性能;而葉輪工作在設計流量以上一定范圍時(shí),正彎后葉輪的氣動(dòng)效率可提高2%左右,全壓zui高可提高8%;(3)周向彎曲的引入改變了葉片對空氣的加功規律,正彎可提高葉片對空氣做功能力并改善流道內氣流通流能力,反彎則降低葉片做功能力并降低葉頂附近氣流通流能力,尤其是葉根附近氣流的通流能力;(4)近壁面徑向壓力梯度因采用周向彎曲而發(fā)生變化,正彎可提高徑向逆壓梯度,有利于限制壓力面壁面流動(dòng)分離脫落的低能流體向葉頂端壁匯聚,但不利于降低輸運沿程損失,反彎則降低這一梯度,并造成相反影響結果;(5)周向彎曲使葉頂泄漏渦流動(dòng)結構改變,正彎使渦的起源推遲,擴散程度降低,渦心徑向高度得到保持;積疊線(xiàn)反彎則使葉頂泄漏渦起源提前,渦的擴散程度擴大,渦心徑向高度大幅降低,不利于降低葉頂泄漏渦帶來(lái)的損失;(6)泄漏渦渦聲源發(fā)展路徑與渦發(fā)展路徑相一致,正彎可降低渦聲強度和穩定性,使聲源消失加速,反彎則提高了渦聲強度并增強了其穩定性,推遲聲源消失,不利于削弱葉輪渦聲。在軸流葉輪葉片上采用NACA65翼型并結合彎掠特征,對設計的葉輪進(jìn)行的數值模擬和實(shí)驗驗證所取得的研究結果豐富了聲速翼型在低流風(fēng)機應用上的研究,為此系列翼型在軸流風(fēng)機上的研究和應用提供了借鑒。
目前的工業(yè)用軸流風(fēng)機存在效率低、噪聲大等缺點(diǎn),軸流葉輪葉片所選用的翼型并結合彎掠特征在提高葉輪氣動(dòng)效率、減小氣動(dòng)噪聲及拓寬葉輪穩定工作范圍等氣動(dòng)特性上具有*表現,相關(guān)方面的研究越來(lái)越廣泛和深入,但研究對象普遍集中于低速翼型結合彎掠特征上,對高速翼型結合彎掠特征在低流風(fēng)機上的研究還相對較少。本文采用孤立翼型設計方法和變環(huán)量流型結合三維造型方法并選取以往研究發(fā)現的*積疊線(xiàn)組合方式及彎曲角度設計了具有NACA65翼型的直葉片、正彎和反彎葉片軸流葉輪,并采用計算流體力學(xué)方法計算了三種葉輪的氣動(dòng)及葉頂渦聲特性,分析了周向彎曲方向對三種翼型葉輪的氣動(dòng)和聲學(xué)特性影響規律。主要研究?jì)热菁敖Y果如下:(1)對具有NACA65-410翼型的直葉片軸流葉輪進(jìn)行了總體氣動(dòng)性能實(shí)驗驗證,結果表明兩者變化趨勢吻合良好,平均誤差處于10%以?xún)?表明模擬結果真實(shí)可信;(2)直葉片積疊線(xiàn)引入周向彎曲后對葉輪氣動(dòng)特性的影響規律并不一致,運行工況處于設計工況以下時(shí)周向彎曲可分別降低或提高氣動(dòng)性能;而葉輪工作在設計流量以上一定范圍時(shí),正彎后葉輪的氣動(dòng)效率可提高2%左右,全壓zui高可提高8%;(3)周向彎曲的引入改變了葉片對空氣的加功規律,正彎可提高葉片對空氣做功能力并改善流道內氣流通流能力,反彎則降低葉片做功能力并降低葉頂附近氣流通流能力,尤其是葉根附近氣流的通流能力;(4)近壁面徑向壓力梯度因采用周向彎曲而發(fā)生變化,正彎可提高徑向逆壓梯度,有利于限制壓力面壁面流動(dòng)分離脫落的低能流體向葉頂端壁匯聚,但不利于降低輸運沿程損失,反彎則降低這一梯度,并造成相反影響結果;(5)周向彎曲使葉頂泄漏渦流動(dòng)結構改變,正彎使渦的起源推遲,擴散程度降低,渦心徑向高度得到保持;積疊線(xiàn)反彎則使葉頂泄漏渦起源提前,渦的擴散程度擴大,渦心徑向高度大幅降低,不利于降低葉頂泄漏渦帶來(lái)的損失;(6)泄漏渦渦聲源發(fā)展路徑與渦發(fā)展路徑相一致,正彎可降低渦聲強度和穩定性,使聲源消失加速,反彎則提高了渦聲強度并增強了其穩定性,推遲聲源消失,不利于削弱葉輪渦聲。在軸流葉輪葉片上采用NACA65翼型并結合彎掠特征,對設計的葉輪進(jìn)行的數值模擬和實(shí)驗驗證所取得的研究結果豐富了聲速翼型在低流風(fēng)機應用上的研究,為此系列翼型在軸流風(fēng)機上的研究和應用提供了借鑒。
