船用离心风机叶片开槽对气流流动特性的影响.pdf

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1、第34卷第7期2012年7月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．34．No．7Jul．．2012船用离心风机叶片开槽对气流流动特性的影Ⅱ向董兴杰，楚武利，卜远远(西北工业大学。陕西西安710072)摘要：提出船用离心风机叶片开槽处理技术。以改善叶轮通道气体流场。利用商用CFD软件，分别对某型离心风机原始叶轮和开槽叶片叶轮进行三维数值模拟，并详细对比分析了2种叶轮模拟结果。结果表明：开槽处瑾可抑制射流一尾迹现象进而减小由此引起的叶片尾缘漩涡。并减弱通道内漩涡，从而提高通道内流场稳定性，增加通道流通面积，并且在一定范围内提高叶轮性能。关键词：离心风机

2、；叶片开槽；流场；数值模拟中图分类号：U664．5+l文献标识码：A文章编号：1672-7649(2012)07-0020-05doi：10．3404／j．issn．1672-7649．2012．07．004InfluenceofbladeslotonflowperformanceinthecentrifugalfanusedOilboardsDONGXing-jie，CHUWu—li，BUYuan·yuan(NorthwesternPolyteehnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Theslottreatmenttoblad

3、eofcentrifugalfanused0nboardswasproposedforimprovingtheflowfieldintheimpellerchannel．Three—dimensionalnumericalsimulationswereperformedOntheprototypeandt，heslottreatmentimpellerwithcommercialCFDsoftware．Thesimulationresultswerein-depthcontrastedandanalysed．Thestudypresentedthat，theslottreatm

4、entcancontrolthejet·wakephenomenonandeliminatethetrailingvortexwhichresultsfromthejet-wakeonestepfurther，andweakenthevortexintheimpellerchannel．Astheresultthesteadinessoftheflowfieldwasimproved，theflowareawasenlargedandtheperformancewagiomprovedonpartofoperationline．Keywords：centrifugalfan；b

5、ladeslot；flowfield；numericalsimulations0引言作为船用辅机，通风机是船舶空调系统的重要组成部分，也是船舶辅助保障系统的重要设备之一。船用通风机主要用于船上的通风换气，解决船员的生活和工作的通风需要。目前国内正在使用的船用通风机系列大部分还是20世纪60年代研制的产品。风机流量和压力虽然能满足使用要求，但效率低，参数范围窄，噪声和振动值较高⋯。产生这一问题的主要原因是风机内部的气体流动的非定常性。在叶片吸力面尾缘附近存在着较严重的气流分离现象，形成低能流积聚的尾流区。同时，在压力面流体的相对速度比较高，形成了射流区，与吸力面尾缘处发生严重分离

6、的尾迹区及由于射流区、尾迹区之间剧烈变化形成的薄过渡剪切层，构成了射流一尾迹流动结构，射流一尾迹结构在产生和发展的过程中伴随着强烈的能量损失旧。J。射流一尾迹现象的存在使流道有效通流面积减少，进而会影响叶片通道内部的流动，增强吸力面边界层分离，在吸力面形成严重的漩涡¨一1。从振动的角度看，叶片通道分离区较大，则叶轮出口速度及压力脉动较大，激振能量随之增大，这就是蜗壳产生振动的激振源¨jj。因此如果能采取措施控制和减弱叶片吸力面尾缘的气流分离现象，改善叶片通道的气流流动特性，将可提高风机的性能，降低风机噪声。收稿日期：2012-03—08；修回日期：2012-03-28作者简介：

7、董兴杰(1987一)，男，硕士研究生，主要研究领域为叶轮机械气动热力学。第7期董兴杰，等：船用离心风机叶片开槽对气流流动特性的影响·2l·叶片开槽技术在轴流压气机中已得到深入的研究。从叶片压力面到吸力面开槽，利用压力面与吸力面压差，将压力面的气流经过槽道的加速，从吸力面吹出，从而控制和延缓叶片吸力面漩涡及射流一尾迹结构，以改善叶轮内部流动，此方法已被证明可以取得很好的效果旧。1。然而，叶片开槽技术在离心压缩机、风机中的研究还不多。为此，本文在前人研究的基础上对离心风机叶片开槽处理技术进行更为