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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
对旋轴流通风机叶轮内能量传递过程与演变特性
  • 63
  • 作者

    陈永平刘荣华陈世强刘东李洋溢王潇

  • 单位

    湖南科技大学资源环境与安全工程学院桂林航天工业学院能源与建筑环境学院广西交通投资集团有限公司广西交通设计集团有限公司贵州中烟工业有限责任公司

  • 摘要
    叶轮旋转将能量传递给风流,如何实现能量高效转化是工程领域内关键问题,掌握叶轮内能量传递过程是实现能量高效转化的前提与基础。为明确通风机叶轮内能量传递机理,以对旋轴流通风机为研究对象,采用数值模拟和实验方法获得了叶轮内部流场。基于叶轮机械能量转换理论,探明了叶轮内风流流动角、轴向速度和叶轮局部理论全压升等参数演变规律,揭示了叶轮内能量演变特性和流动损失过程。结果表明,当流量大于0.7QBEP时,前级叶轮效率明显高于后级,在最高效率工况,两级叶轮效率差值约26.5%,当流量等于1.22QBEP时,效率差值高达66.6%,表明后级叶轮效率偏低是导致通风机整机效率降低的主因;在流动方向(STL),后级叶轮流动损失集中在STL=0.0~0.3内,降低该区域的流动损失是提升后级叶轮效率的关键;实际风流全压升曲线驼峰特性是叶轮理论全压升和流动损失共同作用的结果,但主要与前级叶轮出口和后级叶轮入口理论全压有关;流动角在叶展方向(SPN)急剧减小或增大将引起轴向速度显著减小,进而导致前级叶轮进出口和后级叶轮进口在SPN=0.8~1.0内产生回流,最终影响叶轮内理论全压升的大小,因此流动角和轴向速度共同作用并改变叶轮内能量演变规律;两级叶轮局部理论全压升均在叶轮中部区域获得较大提升,而在叶轮进出口区域变化甚微,局部理论全压升增长率是决定叶轮理论全压升大小的关键因素。
  • 关键词

    对旋轴流通风机能量传递过程能量转换理论流动角局部理论全压升流动损失

  • 文章目录
    0 引 言
    1 能量转换理论分析
    2 数值模拟方法
    2.1 物理模型
    2.2 数值模型与边界条件
    2.3 网格划分与无关性验证
    3 结果与讨论
    3.1 实验验证
    3.2 能量性能曲线
    3.3 叶轮内流动角分布特性
    3.4 叶轮内轴向速度分布特性
    3.5 叶轮内能量演变特性
    3.6 叶轮内流动损失过程
    4 结 论
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