导流罩对轴流风扇性能的影响

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1、分类号学号M201270981学校代码10487密级硕士学位论文导流罩对轴流风扇性能的影响学位申请人：陆志伟学科专业：流体机械及工程指导教师：王嘉冰副教授答辩日期：2015年5月20日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringInfluenceofShroudonPerformanceofAxialFlowFanCandidate:LuZhiweiMajor:FluidMac

2、hineryandEngineeringSupervisor:AssociateProf.WangJiabingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由

3、本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要为了提高通风空调系统中

4、室外机的气动性能并降低噪声，对半开式轴流风扇的叶顶流动特征和气动声学特性的研究已经成为室外机研究的热点之一。本文以带有导流罩的半开式轴流风扇为研究对象，研究了导流罩的轴向宽度、轴向位置以及导流罩入口形状对轴流风扇内流及气动声学性能的影响，旨在为改善半开式轴流风扇气动性能和降低噪声提供理论基础。研究了导流罩轴向宽度对轴流风扇性能的影响，得出了叶尖涡涡心径向和轴向轨迹随导流罩宽度变化的规律。研究指出当宽度较小时流量随着导流罩宽度呈现线性增长，当宽度较大时流量随导流罩宽度增加并不明显。导流罩宽度对叶顶回流区和导流罩表面涡

5、度有一定的影响。当导流罩宽度增加到一定长度时，随着宽度增加，叶尖涡将在周向更加远离叶轮吸力面产生。当导流罩宽度较小时，随着宽度增加，涡心朝着靠近轴心的方向偏移；当导流罩宽度较大时，由于叶尖涡发展受限，涡心径向位置随导流罩宽度变化并不明显；随着导流罩宽度的增加，叶尖涡轨迹向上游偏移，叶尖涡涡心静压值减小，而过宽的导流罩将使叶尖涡形态发生改变。分析了导流罩轴向位置对轴流风扇性能的影响，得出了叶尖涡涡心径向和轴向轨迹随导流罩轴向位置变化的规律。研究指出当导流罩出口平面与叶轮出口平面处于同一平面时，轴流风扇的出口流量最大。

6、导流罩轴向位置对叶顶回流区和导流罩表面涡度有一定影响。当叶顶前缘被导流罩覆盖时，导流罩由下游向上游移动，叶尖涡将在周向更加远离叶轮吸力面产生。随着导流罩从下游向上游移动，叶尖涡涡心径向轨迹朝着靠近轴心的方向偏移，叶尖涡涡心轴向轨迹也依次向上游偏移。当叶尖涡不在导流罩覆盖区域时，其叶尖涡朝着远离轴心方向发生突变。随着导流罩由下游向上游移动，叶尖涡涡心静压值基本呈现减小趋势。应用LES/FW-H方法，研究了在导流罩入口采用弧形锯齿结构的半开式轴流风扇的气动声学性能。研究结果表明，采用弧形锯齿进口的周向非等宽导流罩可减小

7、I华中科技大学硕士学位论文叶尖涡影响区域，降低叶尖涡强度。导流罩进口结构的变化对叶尖涡涡心轨迹有一定影响，弧形锯齿进口导流罩使得叶尖涡轨迹更远离轴心,随着弧形锯齿数目的增加，其叶尖涡轨迹越远离轴心。半开式轴流风扇的总噪声和导流罩的声辐射特性密切相关，采用弧形锯齿进口导流罩可降低风扇气动噪声，其中出口轴线方向可降低3dB以上，且在一定范围内随着弧形锯齿数目的增加降噪程度越明显。本文研究受中央高校基本科研业务费专项资金（No.2013QN080）资助。关键词：轴流风扇；导流罩；轴向宽度；轴向位置；弧形锯齿；性能II华中

8、科技大学硕士学位论文AbstractInordertoimprovetheaerodynamicperformanceandreducethenoiseofairconditioneroutdoorunit,itisimportanttostudyflowcharacteristicsofblade-tipregionandaeroacousticschar