扭曲叶片贯流风机特征参数优化.pdf

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1、2011年第3期现代制造T程(ModemManufacturingEngineering)试验研究扭曲叶片贯流风机特征参数优化’朱宗铭1，谭华兵2，邬烈锋2，梁亮1，唐勇1(1长沙学院机电工程系，长沙410003；2宁波高博科技有限公司，余姚315400)摘要：研究了电壁炉用扭曲叶片(扭曲角为90。)贯流风机的三维内部流场，数值研究了不同特征参数(叶片数、叶轮内外径之比和风机转速)对贯流风机出风口体积流率的影响。从而得到贯流风机叶轮在一定转速下使风机性能最优的特征参数，为贯流风机优化设计提供了重要参考。关键词：贯流风机；特征参数；扭曲叶片；计算流体

2、力学中图分类号：TH432文献标志码：A文章编号：1671_3133(2011)03—0006—04CharacteristicparameteroptimizationofcrossflowfaaswithtwistedbladesZHUZong—ruin91，TANHua—bin92，WULie-fen92，LIANGLian91，TANGYon91(1DepartmentofMechanical＆ElectricalEngineering，ChangshaUniversity，Changsha410003，China；2NingboGloba

3、ltecScience&TechnologyLimitedCompany，Yuyao315400，Zhejiang，China)Abstract：Thethree-dimensionalinternalflowfieldsimulationofcrossflowfanswith90。twistedbladesintheelectricfireplacesystemWagresearchedandtheinfluencesofdifferentcharacteristicparameters(bladenumbers，theratioofintern

4、aldiametertoex-ternaldiameteroftheimpellerandthefan8peed)o

5、lthevoluIneflowrateoftheCI"OS8flowfanoutlets黼nuaterieallyresearched．Socangettheoptimalcharacteristicparameterswiththeoptimalp盱fon啪ceofthe咖sflowfansundertheconstantimpellerrots-ringspeed．Theaboveresultsprovideanimportan

6、ttheoreticalfoundationfortheoptimaldesignofc日晒8flowfans．Keywords：crossflowfans；characteristicparameters；twistedblade；computationalfluiddynamics0引言贯流风机广泛应用于电壁炉、暖风机、空调器、空气清新器、冷柜及冷风扇等家电产品，市场需求量巨大。国内外许多学者对贯流风机做了很多的理论分析和实验研究。胡俊伟从理论上研究了蜗舌间隙、进口角、蜗壳间隙、蜗舌位置角和出口角等参数对贯流风机流场的影响⋯。游斌对比研究了贯流

7、风机变斜式叶轮和常规直叶轮对偏心涡分布和噪声的影响睢】。刘敏利用数值分析方法模拟了不等距叶片对贯流风机性能的影响【3】。AndreaToffolo从理论和实验两方面研究了蜗壳和叶轮几何形状对贯流风机性能的影响MJ。M．Govardhan”刮采用数值方法计算了蜗舌、叶轮和叶片几何形状对贯流风机流动的影响。上述作者对贯流风机的特征参数进行了较全面的理论研究，并得出一6些较优的特征参数。但这些研究基本上都是基于常规直叶片贯流风机进行的。本文利用CFD软件(Fluent6．3)对扭曲叶片(扭曲角为900)贯流风机内部流场进行三维数值模拟，采用数值分析方法研

8、究不同特征参数(叶片数、叶轮内外径之比和风机转速)对扭曲叶片(扭曲角为900)贯流风机出风口体积流率的影响，从中寻找出最优的贯流风机特征参数，为改善贯流风机的工作性能和优化贯流风机结构提供参考。1贯流风机的结构贯流风机的结构如图1所示，叶轮外径为枷On珊，内径为q,42mm。叶片外圆周角为50。，叶片内圆周角为900，蜗壳和蜗舌间隙均为3mm。叶片数为24，叶片为两段式圆弧叶片，叶轮转速为1lOOr／min。风机出风口的高度为35．2mm，风机整个轴向长度为·国家自然科学基金资助项目(50975032)；湖南省教育厅资助科研项目(10C0417)朱

9、宗铭，等：扭曲叶片贯流风机特征参数优化2011年第3期298mm。本文计算中选用的壳体配置在家用电壁炉中为简化计算，不考虑