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發(fā)電機散熱風機性能分析及優(yōu)化設計
1.概述
本項目針對8MW發(fā)電機散熱風機開展流體仿真分析，采用計算流體力學方法（CFD）獲取了其流量-性能曲線；并在此基礎上，以提高指定流量下風機的輸出壓力為目標，對風機葉片線型開展了優(yōu)化設計。項目的主要內容分為以下三個部分：
- 幾何外形獲??；
- 風機流體仿真分析，得到流量-壓力曲線；
2.幾何獲取
該風機為無蝸殼、后向式構型，總體幾何參數(shù)測量如下：
表 1 風機總體幾何參數(shù)
|
ID |
Parameter |
Name |
Unit |
Value |
Remark |
|
1 |
葉輪外徑 |
D2 |
mm |
754 |
|
|
2 |
葉輪進口直徑 |
D0 |
mm |
362 |
|
|
3 |
葉片進口直徑 |
D1 |
mm |
375 |
|
|
4 |
出口寬度 |
b2 |
mm |
98 |
|
|
5 |
進口寬度 |
b1 |
mm |
132 |
有倒角 |
|
6 |
葉片出口安裝角 |
β2A |
deg |
0 |
|
|
7 |
葉片進口安裝角 |
β1A |
deg |
31 |
|
|
8 |
葉片數(shù) |
Z |
- |
12 |
|
圖 1 無蝸殼風機幾何布局
圖 2 風機三維模型
3.1將換熱器后部截面設置為計算入口，氣流進入發(fā)電機內部的截面設置為計算出口，對整個流場域開展網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格總數(shù)約330萬。
圖 3進出口設置
圖 4風機網(wǎng)格劃分
仿真設置參數(shù)：
表 2 仿真設置
|
ID |
Parameter |
Name |
Unit |
Value |
Remark |
|
1 |
空氣密度 |
ρ |
kg/^3 |
0.997 |
|
|
2 |
出口參考氣壓 |
P0 |
bar |
1.001 |
|
|
3 |
風輪轉速 |
ω |
rpm |
2890 |
|
|
4 |
入口流量 |
Flow |
m^3/hour |
4000~20000 |
|
4.1性能曲線
圖 5 流量-全壓曲線
4.1 流場分析
風機腔體內特征截面壓力、速度、流線的分布，見圖6。
(a)全壓 (b)風輪剖面速度矢量
(c)局部速度分布 (d)局部全壓分布
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