谢军龙
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汪学军
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伍光辉
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董亚龙
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吴克启
工程热物理学报
粒子成像测速仪(PIV)技术是一种测量叶轮机械内部流场的有效手段.本文利用对开式前缘弯掠轴流风扇进行PIV实验,捕捉到了开式轴流风扇的叶尖涡.实验结果表明,叶尖涡产生于叶顶前缘的吸力面,其涡核沿一条与旋转方向相反的斜线延伸,一直到转子下游出口.PIV实验数据和CFD内流计算结果吻合良好.本实验为改善风扇性能和认识其内流机制提供了可靠的实验依据.
关键词:
前缘弯掠
,
开式轴流风扇
,
PIV
,
叶尖涡
谢军龙
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游斌
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吴克启
工程热物理学报
本文采用三维Navier-Stokes方程、k-ε两方程湍流模型和SIMPLE算法,对空调用前缘弯掠开式斜流风扇转子叶尖涡的三维流动特性进行了数值分析与PIV实验测量.结果表明:沿子午面流动的主气流与从叶顶外侧吸入的气流之间的卷吸作用导致在吸力面叶顶区域产生了叶尖涡.叶尖涡从25%叶顶弦长位置到50%弦长位置不断发展,同时沿吸力面向下游移动;叶尖涡随后逐渐向压力面移动;叶尖涡从75%叶顶弦长位置至转子下游逐渐耗散,沿着一条与叶轮旋向相反的斜线向转子下游发展,大致持续到转子下游65%叶顶弦长位置.计算结果和PIV的实测结果吻合,表明用CFD工具可以预测流场,同时为前缘弯掠开式斜流转子在大型中央空调室外机上的应用和风机系统的优化设计及其降噪提供了重要的内流数据.
关键词:
叶尖涡
,
前缘弯掠
,
斜流风扇
,
数值分析
,
PIV
谢军龙
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周拨
,
杨静
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用三维Navier-Stokes方程和k-ε两方程湍流模型,对前缘弯掠子午加速风机的内部流场进行数值分析.通过实验数据、设计参数与计算结果对比,验证数值方法模拟该转子内流场的可靠性.研究揭示了前缘弯掠叶轮的流动机制:前缘弯掠叶轮消除了基准叶轮前缘存在的回流,将端壁区域的低能流体吸收到叶片中部高能主流中,减弱了端部低能流体的聚集,从而减弱了流动损失和流动阻塞,前缘弯掠叶轮出口尾迹衰减比基准叶轮快.证明前缘弯掠改善了叶轮内流及前缘弯掠设计的有效性.发现弯掠叶片的静子在小流量工况,其叶片吸力面附近端壁的低能流体被主流携带往下游的二次流特征,改善了小流量工况下静叶的内流状态.
关键词:
前缘弯掠
,
内流机制
,
子午加速
