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發(fā)電機散熱風機性能分析及優(yōu)化設計

發(fā)電機散熱風機性能分析及優(yōu)化設計

1.概述

本項目針對8MW發(fā)電機散熱風機開展流體仿真分析，采用計算流體力學方法（CFD）獲取了其流量-性能曲線；并在此基礎上，以提高指定流量下風機的輸出壓力為目標，對風機葉片線型開展了優(yōu)化設計。項目的主要內(nèi)容分為以下三個部分：

  1. 幾何外形獲??；
  2. 風機流體仿真分析，得到流量-壓力曲線；

2.幾何獲取

該風機為無蝸殼、后向式構型，總體幾何參數(shù)測量如下：

表 1 風機總體幾何參數(shù)

ID

Parameter

Name

Unit

Value

Remark

1

葉輪外徑

D2

mm

754

 

2

葉輪進口直徑

D0

mm

362

 

3

葉片進口直徑

D1

mm

375

 

4

出口寬度

b2

mm

98

 

5

進口寬度

b1

mm

132

有倒角

6

葉片出口安裝角

β2A

deg

0

 

7

葉片進口安裝角

β1A

deg

31

 

8

葉片數(shù)

Z

-

12

 

圖 1 無蝸殼風機幾何布局

 

圖 2 風機三維模型

 

3.風機性能分析

3.1將換熱器后部截面設置為計算入口，氣流進入發(fā)電機內(nèi)部的截面設置為計算出口，對整個流場域開展網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格總數(shù)約330萬。

圖 3進出口設置

 

 

圖 4風機網(wǎng)格劃分

 

仿真設置參數(shù)：

表 2 仿真設置

ID

Parameter

Name

Unit

Value

Remark

1

空氣密度

ρ

kg/^3

0.997

 

2

出口參考氣壓

P0

bar

1.001

 

3

風輪轉速

ω

rpm

2890

 

4

入口流量

Flow

m^3/hour

4000~20000

 

 

4.仿真結果

4.1性能曲線

圖 5 流量-全壓曲線

 

 

4.1 流場分析

風機腔體內(nèi)特征截面壓力、速度、流線的分布，見圖6。

  

(a)全壓                             (b)風輪剖面速度矢量

 

(c)局部速度分布                             (d)局部全壓分布