Prinċipju tad-Disinn tal-Fann tal-Fluss Axjali

Fid-dawl tal-kontradizzjoni bejn il-pressjoni baxxa ta 'l-arja fil-prestazzjoni tal-fannijiet ta' l-arja kondizzjonata u r-rekwiżit ta 'volum ta' arja kbir u storbju baxx fl-użu, dan l-istudju għażel prototip ta 'fann ta' fluss axjali b'rendiment eċċellenti għall-arja kondizzjonata bħala mudell ta 'riċerka komparattiva għal disinn miknus mgħawweġ. L-istruttura bażika tal-prototip: dijametru ta 'barra tal-impeller 409mm, dijametru tal-impeller 120mm, proporzjon tal-impeller 0.29, numru ta' xfafar 4, rata tal-fluss 2220m3/h, pressjoni statika 20Pa, veloċità 880r/min. Id-disinn tal-fann il-ġdid huwa bbażat fuq il-premessa li tiġi żgurata r-rata tal-fluss, li jiffoka fuq it-titjib tad-distribuzzjoni tal-fluss intern tal-fann biex jitnaqqas il-ħoss.
Id-disinn tal-fann il-ġdid huwa bbażat fuq riċerka preċedenti dwar id-dinamika tal-fluwidu u metodi ta' disinn kważi-3D eżistenti, bl-użu tat-teknoloġija tal-liwi tat-tarf ewlieni u l-akkoppjar CFD/CAD. Il-karatteristiċi strutturali tar-rota tar-riħ prototip tipika huma stmati minn CAD, u s-softwer kummerċjali FLUENT jintuża biex iwettaq kalkoli CFD 3D sħaħ biex jeżamina l-karatteristiċi tal-fluss esterni u interni tiegħu, u jqabbel u janalizza b'riżultati sperimentali; il-metodu konvenzjonali jintuża biex isir disinn preliminari tal-impeller kważi-3D, u jsiru kalkoli CFD biex jiġu eżaminati l-karatteristiċi tal-fluss estern u intern tiegħu; ir-riżultati CAD/CFD tal-fann prototip u l-fann il-ġdid huma mqabbla u analizzati, u l-parametri rilevanti tad-disinn inizjali huma aġġustati biex jinkiseb pjan ta 'tqassim aerodinamiku aħjar; CFD jintuża biex ibassar il-prestazzjoni tal-fann wara l-aġġustament, u l-parametri rilevanti huma aġġustati aktar skont ir-riżultati tal-kalkolu biex ikomplu jottimizzaw il-fann.
Barra minn hekk, parametri bħat-tul tal-korda tax-xafra, l-angolu tal-installazzjoni tax-xafra, l-angolu tal-kamber tax-xafra, u l-linja tan-nofs tal-ark tal-airfoil jeħtieġ li jiġu kkunsidrati fid-disinn. Dawn il-parametri huma ottimizzati u raġonevolment imqabbla ma 'xulxin biex itejbu l-prestazzjoni aerodinamika-akustika tal-fann.
Meta wieħed iqis il-fatturi ta 'hawn fuq, l-istruttura bażika tal-fann il-ġdid hija ddisinjata: id-dijametru ta' barra tal-fann huwa 408 mm, id-dijametru tal-impeller huwa 100 mm, il-proporzjon tal-impeller huwa 0.245, in-numru ta 'xfafar huwa 4 , it-tul tal-korda tal-ponta/għerq tax-xafra huwa 276/80 mm, l-angolu tal-liwja 'l quddiem huwa ta' 44 grad, u l-angolu tal-knis 'il quddiem huwa 20 grad .
Fl-istess unità ta 'barra, il-fann prototip u l-fann il-ġdid huma simulati numerikament rispettivament. Il-magna attwali hija ssimplifikata b'mod xieraq fil-kalkolu, u l-influwenza tal-iskambjatur tas-sħana, il-gradilja tal-ħruġ, il-mutur u l-parentesi tagħha mhix ikkunsidrata, iżda d-daħla tal-ġenb hija kkunsidrata.
Il-metodu tal-volum finit jintuża biex jiddiskretizza l-ekwazzjonijiet ta 'kontroll, u l-kamp ta' fluss stabbli tridimensjonali tal-unità ta 'barra kollha jiġi solvut b'mod impliċitu. Il-mudell tat-turbolenza tal-arki Spalart-Alm jintuża għall-kalkolu, it-terminu tal-konvezzjoni jadotta l-format tad-differenza tar-riħ tat-tieni ordni, u l-akkoppjar tal-grad ta 'pressjoni huwa solvut mill-algoritmu standard SIM PLE.
Minħabba l-kumplessità tas-sistema tal-fann, id-dominju kollu tal-kalkolu juża grilji mhux strutturati, u n-numru totali ta 'grilji huwa 110 x 104. Iż-żona fejn jinsab l-impeller hija definita bħala ż-żona li ddur, li għandha numru kbir ta' grilji. Il-kundizzjonijiet tal-konfini tal-pressjoni jintużaw kemm għad-daħla kif ukoll għall-ħruġ. Id-daħla hija kundizzjonijiet atmosferiċi, u l-iżbokk jingħata pressjonijiet lura differenti. Meta l-valur residwu ta' kull kalkolu huwa inqas minn 1 x 10-3, il-kalkolu jitqies bħala konverġenti.