文档介绍
| 离心风机在国民经济各个领域中具有广泛的应用,也是主要的耗能设备之一所耗电能约占全国总发电量的5%。在船舶领域,离心风机也得到了应用。在二冲程柴油机启动和低负荷运行时,需要用离心鼓风机提高进气压力,完成气缸扫气。目前,风机的效率普遍不高,提高离心风机的效率不仅能够节约大量的电能,也有利于减小风机的几何尺寸,节约材料。与其它设计方法相比较而言,一元设计方法简单、易于掌握,得到了广泛的应用,但是设计结果不能令人完全满意。为了得到弥补此方法的不足,本文采用了CFD技术作为辅助方法,以选取最优的设计参数。本文采用一元设计方法,并利用Flex编写了小型的桌面应用程序,用于离心风机的初步设计。用户输入必要的参数后,就可以输出风机的重要几何尺寸。应用此程序,为8K90MC-C柴油机设计了一台辅助鼓风机。然后根据GBT1236-2000,采用管道进口、自由出口的C型试验装置。试验表明,设计出的风机静压达到了设计要求,最高效率达到71.4%,风机的性能基本满足要求。风机优化过程中,对风机进行二维数值模拟。网格采用非结构三角形单元,并利用边界层网格方法对网格进行加密,网格单元总数为2.8万。网格质量良好。选用计算流体力学软件Fluent提供的MRF模型和RNGκ-ε湍流模型。模拟结果与试验结果的比较后,全压的误差为0.47%,全压效率的误差为11.4%。根据数值模拟结果发现改进蜗舌尺寸后,风机的效率提高了6.6%；改进蜗壳形线绘制方法后,使风机蜗壳内的动压损失从14.6%降到11.2%,风机的效率有一定的提高。 |
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机械设计
