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前缘弯掠风扇叶尖涡的数值分析与PIV实验
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O35[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074, [2]广东美的空调公司博后工作站,广东顺德528311
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.50176012);教育部博士学科点专项基金资助项目(No.20020487025)
中文摘要:

本文采用三维Navier-Stokes方程、k-ε两方程湍流模型和SIMPLE算法,对空调用前缘弯掠开式斜流风扇转子叶尖涡的三维流动特性进行了数值分析与PIV实验测量。结果表明:沿子午面流动的主气流与从叶顶外侧吸入的气流之间的卷吸作用导致在吸力面叶顶区域产生了叶尖涡。叶尖涡从25%叶顶弦长位置到50%弦长位置不断发展,同时沿吸力面向下游移动;叶尖涡随后逐渐向压力面移动;叶尖涡从75%叶顶弦长位置至转子下游逐渐耗散,沿着一条与叶轮旋向相反的斜线向转子下游发展,大致持续到转子下游65%叶顶弦长位置。计算结果和PIV的实测结果吻合,表明用CFD工具可以预测流场,同时为前缘弯掠开式斜流转子在大型中央空调室外机上的应用和风机系统的优化设计及其降噪提供了重要的内流数据。

英文摘要:

This paper analyzed the three-dimensional flow phenomena of tip vortex of an open skewedswept diagonal flow fan in an air-conditioner by means of CFD simulation and PIV. Numerical analysis was based on the three-dimensional Navier-Stokes equations coupled with Turbulence model. Pressure and velocity are coupled by SIMPLE method. The results showed that, the tip vortex at the blade's leading edge near the suction surface tip region is generated by the rolling up effects between the main flow fluid along the meridian surface and the outer fluid of the blade's outer region. The tip vortex persistency develops from the position of 2570 tip chord length to the position of 5070 tip chord length, and moved towards the downstream of the rotor exit and the pressure surface. The vortex dissipation began at the position of 7570 tip chord length, extended to the downstream of the rotor in a slant line contrary to the rotor's rotation direction, and disappeared at 6570 tip chord length of the downstream of the rotor exit. In addition, by comparing nmnerical results and PIV results, a good agreement between them indicated a possibility to predict a flow field with CFD tools. The numerical analysis and experimental results provided the important internal flow data for the application, optimization and the noise reduction of the leading edge skewed-swept diagonal flow fan on the outdoor unit of the centralized air conditioners.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026