1.概述
本项目针对8MW发电机散热风机开展流体仿真分析,采用计算流体力学方法(CFD)获取了其流量-性能曲线;并在此基础上,以提高指定流量下风机的输出压力为目标,对风机叶片线型开展了优化设计。项目的主要内容分为以下三个部分:
- 几何外形获取;
- 风机流体仿真分析,得到流量-压力曲线;
2.几何获取
该风机为无蜗壳、后向式构型,总体几何参数测量如下:
表 1 风机总体几何参数
ID |
Parameter |
Name |
Unit |
Value |
Remark |
1 |
叶轮外径 |
D2 |
mm |
754 |
|
2 |
叶轮进口直径 |
D0 |
mm |
362 |
|
3 |
叶片进口直径 |
D1 |
mm |
375 |
|
4 |
出口宽度 |
b2 |
mm |
98 |
|
5 |
进口宽度 |
b1 |
mm |
132 |
有倒角 |
6 |
叶片出口安装角 |
β2A |
deg |
0 |
|
7 |
叶片进口安装角 |
β1A |
deg |
31 |
|
8 |
叶片数 |
Z |
- |
12 |
|
图 1 无蜗壳风机几何布局
图 2 风机三维模型
3.1将换热器后部截面设置为计算入口,气流进入发电机内部的截面设置为计算出口,对整个流场域开展网格划分,网格总数约330万。
图 3进出口设置
图 4风机网格划分
仿真设置参数:
表 2 仿真设置
ID |
Parameter |
Name |
Unit |
Value |
Remark |
1 |
空气密度 |
ρ |
kg/^3 |
0.997 |
|
2 |
出口参考气压 |
P0 |
bar |
1.001 |
|
3 |
风轮转速 |
ω |
rpm |
2890 |
|
4 |
入口流量 |
Flow |
m^3/hour |
4000~20000 |
|
4.1性能曲线
图 5 流量-全压曲线
4.1 流场分析
风机腔体内特征截面压力、速度、流线的分布,见图6。
(a)全压 (b)风轮剖面速度矢量
(c)局部速度分布 (d)局部全压分布