Aksialstrømviftedesignprinsipp

I lys av motsetningen mellom det lave lufttrykket i ytelsen til klimaanleggsvifter og kravet om stort luftvolum og lavt støynivå i bruk, valgte denne studien en prototype for aksialstrømsvifte med utmerket ytelse for klimaanlegg som en komparativ forskningsmodell for buet feid design. Prototypens grunnleggende struktur: impeller ytre diameter 409mm, impellerdiameter 120mm, impellerforhold 0,29, antall blader 4, strømningshastighet 2220m3/t, statisk trykk 20Pa, hastighet 880r/min. Utformingen av den nye viften er basert på forutsetningen om å sikre strømningshastigheten, med fokus på å forbedre den interne strømningsfordelingen til viften for å redusere støy.
Utformingen av den nye viften er basert på tidligere væskedynamikkforskning og eksisterende kvasi-3D-designmetoder, ved bruk av ledende bøyeteknologi og CFD/CAD-kobling. De strukturelle egenskapene til det typiske prototypen vindhjul er estimert av CAD, og ​​den kommersielle programvaren FLUENT brukes til å utføre fullstendige 3D CFD-beregninger for å undersøke dens eksterne og interne strømningsegenskaper, og sammenligne og analysere med eksperimentelle resultater; den konvensjonelle metoden brukes til å lage en foreløpig kvasi-3D impellerdesign, og CFD-beregninger utføres for å undersøke dens eksterne og interne strømningsegenskaper; CAD/CFD-resultatene til prototypeviften og den nye viften sammenlignes og analyseres, og de relevante parameterne for den opprinnelige designen justeres for å oppnå en bedre aerodynamisk layoutplan; CFD brukes til å forutsi ytelsen til viften etter justering, og de relevante parameterne justeres videre i henhold til beregningsresultatene for å optimalisere viften ytterligere.
I tillegg må parametere som bladets kordelengde, bladets installasjonsvinkel, bladets cambervinkel og luftfotens midtbuelinje vurderes i designet. Disse parameterne er optimalisert og rimelig tilpasset hverandre for å forbedre viftens aerodynamisk-akustiske ytelse.
Med de ovennevnte faktorene i betraktning, er den grunnleggende strukturen til den nye viften utformet: viftens ytre diameter er 408 mm, impellerdiameteren er 100 mm, impellerforholdet er 0,245, antall blader er 4 , lengden på bladspissen/bladrotstrengen er 276/80 mm, foroverbøyningsvinkelen er 44 grader, og sveipevinkelen fremover er 20 grader.
I samme utendørsenhet er prototypeviften og den nye viften henholdsvis numerisk simulert. Selve maskinen er hensiktsmessig forenklet i beregningen, og påvirkningen fra varmeveksleren, utløpsgitteret, motoren og dens brakett vurderes ikke, men sideinntaket vurderes.
Den endelige volummetoden brukes til å diskretisere kontrollligningene, og det tredimensjonale jevnstrømningsfeltet til hele utendørsenheten løses implisitt. Spalart-Alm bue-turbulensmodellen brukes til beregningen, konveksjonsbegrepet bruker andreordens oppvindsforskjellsformat, og trykk-gradskoblingen løses av standard SIM PLE-algoritme.
På grunn av kompleksiteten til viftesystemet bruker hele beregningsdomenet ustrukturerte gitter, og det totale antallet rister er 110 x 104. Området der impelleren er plassert er definert som det roterende området, som har et stort antall gitter. Trykkgrensebetingelsene brukes både for innløp og utløp. Innløpet er atmosfæriske forhold, og utløpet gis ulike mottrykk. Når restverdien av hver beregning er mindre enn 1 x 10-3, anses beregningen for å være konvergert.