轴流通风机叶栅叶型的优化设计研究

本文在附面层理论分析和平面叶栅损失计算的基础上,做一些合理的近似简化以后,应用最优化理论,提出了叶栅叶型背弧上最优流速分布的数值计算方法。其计算结果和前人用理论计算方法得到的结果比较符合。本方法有适合工程设计中应用的特点。本文在二元、不可压缩假设下,通过对叶型背弧环量等参数的适当处理,提出了一套较完整的、根据叶型背弧上最优流速分布等条件求解叶栅叶型的优化设计方法,并且将此方法编成电子计算机程序。本文在新型轴流通风机设计中采用优化方法设计叶栅叶型,经初步试验证实,此方法是行之有效的。     

低压轴流通风机流型的优化计算

在对低压轴流通风机级效率计算公式分析的基础上,考虑到叶轮内损失沿径向分布的不均匀性,应用最优化理论,提出了低压轴流通风机最优流型的数值计算方法,并给出了最优流型与目前风机设计方法中的常用流型对风机性能影响的比较。     

轴流通风机出口紊流流场的实验研究

本文对某一型号的一类轴流通风机的出口紊流流场进行了测量,得出了风机出口流场紊流度的变化特性和紊流流场的波形图,根据实验结果的分析,指出了该类通风机的空气动力噪声源。     

喷雾轴流通风机空气调节功能的探讨

通过对喷雾轴流通风机空气调节作用的分析、计算，论证了在不同条件下，各调节作用与喷雾轴流通风机的喷雾量（或称喷水量）的关系，从而确定了喷雾轴流通风机对空气各调节作用的能力范围。     

轴流通风机内部层流边界层噪声的估算与分析

本文给出了空气气流轻叶片表面时,层流边界层所引起的空气动力噪的模型,并利用该模型,对某一型号的一类轴流通风机的层流边界层噪声进行了估算。     

单级轴流风机优化设计的研究

本文根据单级轴流风机的特点,提出了一种以工作轮效率最高为目标、环量梯度为控制变量、同时考虑到各种气动约束、几何约束等条件的最优控制优化模型.利用耦合罚函数方法及拉格朗日乘子方法,将有控制约束、状态约束的最优控制问题转化为无约束的最优控制问题.提出了一种无须进行两点边值迭代计算的简便方法,并用该优化方法设计了变功流型的双向轴流风机,其计算效率较常规等环量流型的要高4%左右.模型风机沿叶高气流参数的实测值与计算值吻合较好,表明本优化方法合理可行,具有较好的效果.     

基于遗传算法的轴流通风机通流构件参数优化

效率低、噪声大是国产风机的共有缺点,作者以工业过程普遍应用的轴流风机为研究对象,分析建立了轴流风机效率与噪音模型,以此为基础构建了轴流风机通流构件综合设计的目标函数,提出、界定了轮毂比、叶轮外径、叶片数、叶轮强度等约束条件.针对综合目标函数的强非线性、存在离散变量的特点,提出一种高效遗传算法,对一典型型号轴流通风机的通流构件进行了全局优化.理论分析与实验测试结果均表明,通过全局优化设计后,提高了轴流风机的效率,降低了噪音.     

轴流局扇的噪声及消声器的研制

通过分析局扇噪声频谱特性,作者研制出一种双层微穿孔板消声器。在JBT-51(5.5KW)局扇上试验,结果表明,这类消声器能使局扇噪声显著降低,而且具有对局扇气动性能影响较小的优点。     

矿用轴流通风机的性能分析及应用

通风机是矿井生产的关键设备。文章分析了GAF改造型矿井轴流通风机,结构合理,工作性能良好,经过现场试验,运行情况良好,值得推荐和使用,能够实现高效节能,特别是旧矿井更换老风机,安全可靠。     

低压轴流风扇性能的改善

在轴流叶轮常规准三维设计方法的基础上,采用前缘弯掠技术,运用CFD/CAD方法对空调器轴流风扇进行耦合设计,并且应用三维纳维-斯托克斯方程和Spalart-Allmaras湍流模型分别对国外样机风扇和新风扇进行了数值分析与性能实验.实验测试结果和内流计算结果符合较好,验证了设计方法的可行性和数值计算的有效性.研究结果还表明,采用大前弯角度和前掠角度的新轴流风扇减小了叶道中二次涡的影响范围,主流区域增大,基本消除了前缘分离现象;在气动性能基本保持不变的情况下,风扇噪声可降低0.5～1.3dB(A级声压级).     

轴流通风机比A声级噪声限值的探讨

论证了现行ＪＢ／ＴＱｈ３４１－８４部颁标准中用比Ａ声级限值来判定轴流通风机噪声特性的不准确性，并提出了Ａ声级限值标准及对高压大流量轴流通风机应采取的降噪措施。     

轴流通风机风道"S"弯处设计及对风量的影响

文章介绍了煤矿用轴流通风机的工作方式和原理；并详细论述了通风道“S”弯处对风量损失的影响，以及通风道“S”弯处合理的设计方法。     

轴流风扇转子叶片优化设计

针对一通用型轴流风扇的转子叶片,以三维粘性流场的数值计算程序为平台,利用人工神经网络BP算法和遗传算法,通过叶片弯掠技术对叶片的周向弯曲角度进行寻优,以使风扇的性能进一步提高.通过对比优化前、后的叶轮发现,优化之后的叶片形成明显的沿周向顺叶轮旋转方向弯曲.试验结果表明,其全压效率提高了1.27%,全压升提高了3.56%,上、下端部的流动损失进一步降低.     

轴流通风机叶顶区域流动的实验研究

将粒子图像测速(PIV)技术应用到低速轴流通风机实验台上,在设计工况下对轴流通风机转子叶顶区域的瞬态速度场进行了实验测量,对3个不同叶顶间隙高度,分别测量得到了在3个不同周向平面上的速度．同粒子多普勒测速仪(PDA)时均测量结果进行比较,认为PIV可以得到与PDA相近的测量精度．根据PIV实验测量结果,重点研究了叶顶泄漏流动的涡旋结构,叶顶泄漏涡位置的不稳定性和锁相平均后的叶顶泄漏涡涡心的轨迹,并将实验结果与原有模型进行了比较．结果表明,叶顶泄漏涡涡心的运行轨迹与原有模型得出的估算公式的计算结果接近。     

矿用对旋式轴流通风机气动噪声及三维流场数值模拟与分析

以矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用计算流体力学软件FLUENT对通风机气动噪声及三维流场进行数值模拟与分析,研究矿用对旋式轴流通风机气动噪声产生机理及通风机内部三维流场的流动状况;在三维非定常流动条件下,采用大涡模拟湍流模型(LES)进行求解,选取二阶隐式时间推进法来提高计算精度,结果表明:受前后两级叶轮之间所形成的流道不均影响,在同一轴向截面上靠近叶轮壁面位置的噪声值小于叶轮流道中部位置的噪声值,而叶轮流道中部位置的噪声值又小于靠近轮毂壁面位置的噪声值.离通风机气动噪声源(前后两级叶轮)越近,受到的气流压力脉动的影响就越大,则该区域气流的振动也越大,其对应的噪声值就越高;反之,越远离噪声源的区域受到的气流压力脉动的影响就越小,使得该区域的气流的振动越小,其对应的噪声值越低.同时,高压旋转的气流在扩散器区域的分布不再均匀,靠近叶轮壁面及轮毂的动压较低,而通风机流道中部附近的动压较高.研究结果对矿用对旋式轴流通风机的优化设计具有一定的指导意义.     

高海拔矿井通风机的合理选型与优化设计

针对通风机及配套电机在高原地区出现严重降效的问题，从通风动力学原理入手，分析空气物理参数对通风机性能和矿井风阻特性的影响，提出高海拔矿井主要通风机的选型方法及优化设计方案。通过改变通风机的状态参数、同型号风机串联的方法可以提高高原风机的性能。实例表明，经优化设计后的主要通风机应用于高海拔矿井是可行的。该研究为高原低气压、缺氧环境的矿山资源开采提供了技术参考。     

多叶片离心通风机气动噪场持性及其控制

对风机气动噪声的产生机理及影响因素进行了系统的理论分析：（１）分析计算了风机噪声频谱中突出的峰包噪声的产生机理及频率分布特性；（２）对连续谱随机噪声的产生机理进行了理论分析和计算机模拟验证；（３）许出风机旋转噪声与风机结构及叶道流型之间的关系。     

动叶可调轴流通风机叶片安装及调整工艺研究

本文详细研究了动叶可调轴流通风机叶片安装及调整施工工艺,在保证叶片安装精度的要求下适度简化了动叶可调轴流通风机的叶片安装调整工艺,并以小结的方式归纳了动叶可调轴流通风机叶片安装及调整施工过程中切实符合安装现场的施工要点。     

离心通风机气动声源识别方法研究与应用

为了满足离心通风机降噪的迫切需要,提出了一种以固体壁面静压变化率为识别参数的主要偶极子声源的简便识别方法。将静压变化率的时均值定义为偶极子声源强度,声源强度大的地方就是主要声源区。该方法只需对非定常流动进行数值模拟,从而省去了繁琐的声场计算,虽不能定量给出通风机气动噪声的大小或具体的降噪效果,但可以为通风机的降噪提供有用的指导。通过将该方法应用于指导T9-19No.4A离心通风机的降噪实践,证实了该方法在工程应用中的有效性。     

低压排汽缸气动优化设计

结合三阶贝齐尔曲线参数化方法、静压恢复系数评价方法、拉丁立方试验设计、三阶响应面近似模型及Hooke-Jeeves直接搜索算法的组合优化策略,基于iSight优化软件平台,建立了排汽缸外导流环优化设计系统。以静压恢复系数最大为目标完成了单独排汽缸优化设计,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法验证了耦合低压末级和排汽缸结构的排汽缸优化设计系统的有效性。结果表明,基于优化设计系统进行的优化设计,使得排汽缸静压恢复系数相对于初始排汽缸提高了61.1%,排汽缸蜗壳内的静压损失明显减小,从而验证了排汽缸优化设计的有效性和耦合低压末级对排汽缸气动性能分析的必要性。