风扇试验台的设计与试验误差分析

在风冷柴油机冷却系统的试验研究中,试验台和有关的试验工作十分重要.作者在教学实践和科研的过移中,作为一种必要的研究手段,曾主持设计,试制了风扇试验台.该试验台可供风冷发动机冷却风扇及风道阻力特性综合试验使用(包括气动性能和噪声).装上变换参数的叶片和冷却风道,能进行优化风扇及冷却风道的试验,还可进行精密测功(如对小型发动机,小型电动机等进     

风冷发动机离心式冷却风扇设计中的几个问题

风冷发动机冷却系统设计的优劣,直接影响到发动机动力性、经济性、可靠性、耐久性能的好坏与外尺寸的大小。它的任务是根据气缸内高温工质传给冷却空气的热量,设计出满足冷却所需风量、风压特性、且高效率,低噪声、尺寸小的冷却风扇。匹配为恰到好处的导风罩和布置合适的散热片,以合理组织与分配气流,控制柴油机在最佳热状况下工作。 其中,冷却风扇的设计至关重要。以往风冷发动机离心式冷却风扇的设计,大都是经验设计,即参考样机风扇,选择几何参数,用一定的结构尺寸来满足给定的性能要求。通常是按多种方案并设计制造后,进行     

发动机冷却风扇叶尖参数优化

发动机冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分,静压和轴功率是评价其气动性能的重要指标,而叶尖作为风扇做功的主要部分对风扇气动性能有较大影响.以发动机冷却风扇为研究对象,研究了风扇气动性能的计算方法和叶尖参数的优化方法.首先给出了风扇气动性能的计算方法,依据试验台建立风扇计算模型,利用模型仿真得到风扇在某一转速下的性能曲线,并与试验值进行了对比验证;然后以叶尖安装角、叶尖弦长、叶尖拱高为变量设计新风扇,基于正交试验法对各叶尖参数进行优化组合,给出了风扇叶尖参数的优化方法;最后通过风扇性能曲线、叶片压力图、叶片速度矢量图对优化结果进行分析,验证了优化方法的可行性.文中关于风扇叶尖参数的分析与优化方法,对发动机冷却风扇的设计具有指导意义.     

长叶片冷却风扇扭曲规律的气动优化设计

利用透平机械欧拉方程和经典的变分原理，推导出了内燃机冷却风扇沿径向气流参数优化设计的数学模型，建立了风扇叶片扭曲规律优化设计的数学方法。应用该方法对６１０２汽油机冷却风扇进行了优化设计，并将计算结果与等反击系数流型和自由涡流型的计算结果做了比较。     

小型风冷柴油机的试验研究

介绍了小功率风冷柴油机冷却风扇设计要点、气缸盖热负荷控制方法、提高充量系数及无泵飞溅润滑系统的试验研究结果。     

长叶片冷却风扇扭曲规律的气动优化设计

利用透平机械欧拉方程和经典的变分原理，推导出了内燃机冷却风扇沿径向气流参数优化设计的数学模型，建立了风扇叶片扭曲规律优化设计的数学方法．应用该方法对６１０２汽油机冷却风扇进行了优化设计，并将计算结果与等反击系数流型和自由涡流型的计算结果做了比较     

175F型柴油机冷却风扇的改进试验研究

本文介绍了作者在研制万能试验用风扇及其叶片角度检测仪的基础上,通过改变叶片数目、内外径比值与出口安装角β_2的优化试验研究,使175F-1型柴油机冷却风扇(叶片型状与尺寸不变)风量增大7％,消耗功率降低14％,噪声降低2.5dB(A),并总结出了冷却风扇设计的一些规律。     

基于涡量分析方法的轴流风扇结构优化设计

为研究涡量分析方法在轴流式冷却风扇优化设计中的应用,首先建立轴流风扇气动性能参数与周向涡量的直接数学物理关系,发现叶片表面平均周向涡量与风扇静压呈正相关;然后基于一款实例轴流冷却风扇,详细阐述了涡量分析方法步骤,建立了风扇管道数值计算模型,并从涡量角度指出了该款风扇的优化设计思路.结果表明:根据负周向涡量的分布,在风扇叶片表面增加导向筋,可以有效隔断负周向涡量的发展,提高平均周向涡量;利用涡量分析方法,合理设计风扇叶片压力面空气导向筋的形状、轴向高度及其厚度,可有效提高风扇气动性能;优化前后实例风扇测试结果最终验证了涡量分析方法可辅助于轴流冷却风扇的优化设计.     

前掠角对车用轴流式冷却风扇性能的影响

建立了某车用冷却风扇不同前掠角参数化模型,并基于计算流体力学的方法对其流动进行了仿真,研究了不同风扇转速下,前掠角对冷却风扇流动、风量以及阻力矩的影响.在压力分布方面,研究结果表明:随着冷却风扇前掠角的增加,相同的转速下,风扇叶栅入口处,空气的平均压力不断升高,叶栅流道内,相邻叶片间升力面和吸力面间的压力梯度逐渐减小,同一叶片升力面同吸力面间的压差逐渐降低.在速度分布方面,随着前掠角的增加,相同的转速下,风扇叶栅入口处,空气的流速逐渐减小,叶栅流道内,空气速度的增加逐渐减小.在风扇性能方面,随着前掠角的增加,相同的转速下,风扇风量逐渐减小,风扇阻力矩逐渐降低.     

风冷柴油机塑料风扇的研制

介绍了玻璃纤维(GF)增强尼龙-66(PA-66)制塑料风扇的结构尺寸和减少其蠕变和应力松弛及保证柴油机正常运转的技术措施。该柴油机塑料风扇比西德的FL511系列风冷柴油机的铝合金风扇有静压效率高、冷却效果好、功率消耗低、节能、质轻、噪音小,特别是成本低等优点。     

风冷式发动机离心式冷却风扇的优化试验技术

介绍了为风泠发动机离心式冷却风扇优化实验研究工作面研制的万能试验风扇,试验叶片、叶片角度测量仪、风筒装置及其试验方法,以及获得的优化风扇在柴油机上的应用情况.     

基于CFD的发动机冷却风扇仿真优化研究

文章介绍了汽车发动机冷却风扇气动性能的CFD仿真方法,利用流体分析软件Fluent对冷却风扇进行了流场仿真分析和气动噪声计算,仿真结果与试验结果吻合较好,验证了仿真模型的可靠性。对影响冷却风扇气动性能的几何参数因素进行了分析研究,依据研究结果,针对原型风扇提出了2种改进方案,结果表明,在保证风扇冷却性能的前提下,风扇的噪声值得到了明显降低。     

HTR-PM主氦风机电机冷却性能分析

HTR-PM(high temperature reactor-pebblebed modules)主氦风机是高温气冷堆的重要部件,使用氦气作为工作介质。由于空间结构限制,主氦风机采用了自带风冷的一体化结构,通过专设冷却装置将电机热量带出。为了能针对性地设计辅助叶轮,需要得到电机冷却流道的流动特性和传热特性等热工参数。该文针对主氦风机特殊的冷却流道进行了实验研究,通过对氮气工质下的实验获得了HTRPM的特殊风冷系统的流动特性和传热特性,并向氦气工质下的特性进行类推。根据实验分析和理论计算,给出了冷却系统的优化方案。该方案将为下一步HTR-PM主氦风机辅助叶轮的设计和优化提供重要基础。     

非均布轴流风扇叶片力特性及其尖峰噪声特性预测

采用数值模拟方法对汽车用冷却风扇的均布和非均布叶片分布的模型进行了研究.通过对叶片采用片条化处理,分析了叶片力与非均布角度之间的关系,建立了叶片力与叶片相位角之间的叶片力模型.基于非均布风扇叶片力的特性,通过Lowson点力发声模型提出了非均布风扇的噪声预测方法,并建立了基于风扇叶片力模型的低速轴流非均布风扇尖峰噪声预测模型.通过与基于计算流体力学(CFD)的Lowson模型预测结果、实验数据以及其他非均布叶片噪声预测模型的对比,验证了该预测模型的有效性.     

基于动-静叶片相位调制的冷却风扇离散噪声控制

随着汽车工业的发展和人们对驾驶舒适性要求的不断提高,汽车冷却风扇组件(CFM)离散噪声水平的控制与改善日趋重要.在CFM设计的早期,寻找一种能够快速预测离散噪声的方法有助于设计师缩短设计周期,提高工作效率.为此,提出一种动-静叶片相位调制的组合方法来控制CFM的谐波噪声,即通过控制CFM叶片的角度分布参数来降低CFM噪声频谱中的二次谐波以及三次谐波成分;基于静叶(定子叶片或者支撑筋)阵列的声学百叶窗效应,设计静叶角度分布参数,使CFM噪声频谱中的一次谐波成分进一步降低,从整体上改善CFM的离散噪声水平.通过7叶片风扇分别与6静叶和8静叶的组合对所提出的方法进行实验验证,结果表明其与理论预测结果较为吻合.     

风冷发动机冷却流道设计及散热性能提升

为解决常规风冷发动机火花塞侧风速较低的问题,在某三轮车风冷发动机缸头内部设计了冷却风道,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对该风冷发动机冷却风道结构进行了数值模拟分析,结果表明原冷却风道下缸头冷却风道内冷却风速较低,火花塞附近和进气道周围的冷却风速也较小,不利于缸头的整体冷却。通过调整缸头冷却风道内导流片布置和增大排气侧进风面积,缸头火花塞侧及排气侧冷却风量明显提升,利于缸头高温区域的冷却。经实验验证,缸头改进方案下缸头火花塞垫片温度可降低23℃。研究结果可为缸头冷却风道的设计提供仿真数据支撑及理论指导。     

整体叶盘结构叶片弹性变形规律及其对风扇气动性能的影响

以某先进三级风扇为例,通过三维计算及试验数据分析,对比研究了整体叶盘结构及盘榫结构的不同弹性特征;分析了整体叶盘结构叶片弹性变形角变化量随叶高、相对换算转速变化的特点;阐述了弹性变形角对风扇气动性能的影响;探讨了整体叶盘结构风扇叶片的气动设计方法。试验及三维计算结果表明,整体叶盘结构的弹性变形量小于盘榫结构叶片,弹性变形角随叶高及转速呈非线性变化;应用整体叶盘结构叶片气动设计方法后,在设计转速工作点流量相对增加了1.92%,效率相对提升了0.1%,风扇性能得到明显改善。     

Bezier函数型弯叶片的轴流风扇气动性能研究

为了研究轴流叶片前缘段保凸性对风扇性能的影响,采用Bezier曲线对某空调开式轴流风扇叶片子午面进行参数设计,结合大涡模拟中声类比积分求解方法,对轴流风扇原型叶轮及改进新型叶轮进行三维非定常流场计算.两种叶轮结构的内流分析表明:在相同流量下,新型叶轮涡度分布小于原型叶轮,流场性能较好.最后通过实验测试,得到了不同转速下的流量及总声级曲线图,发现改进后叶轮具有较好的外部特性,并能有效降噪1.1 dB.     

高温涡轮叶片内冷通道强化换热试验系统设计

针对重型燃气轮机高温涡轮叶片的双工质冷却技术,设计建造了研究带肋复杂叶片内冷通道内蒸汽/空气流动及强化换热特性的试验平台。该平台由压缩机、蒸汽发生器分别提供冷却空气和蒸汽源,可以进行叶片内冷通道内蒸汽、空气两种工质的对流、冲击、肋柱扰流及多种冷却结构下的冷却换热机理和摩擦阻力特性研究。从而能揭示叶片内冷通道内流动阻力、表面强化换热与不同冷却结构几何参数及气(汽)动参数的影响规律。获得单元通道内蒸汽/空气为冷却介质的高效冷却结构及相关换热关联准则式。     

高压头小流量单级轴流风扇的设计和优化方法

本文针对国产３００ＭＷ汽轮发电机冷却用单级轴流风扇的改型设计，分别对有后导叶和无导叶两种不同方案轴流风扇进行了理论研究及实验分析．对其在高压头、小流量的条件下使用作了性能上的比较，同时利用优化方法找出该风扇动叶的扭曲规律，并对叶轮直径、轮毂比等关键设计参数的选取进行了分析研究．