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基于CFD的对旋风机数值计算分析

作　者: 王淼
导　师: 温嘉斌
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 对旋风机数值模拟叶片安装角流体分析
分类号: TD724
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

对旋风机是将前后级风扇与电机直连并且没有导叶，所以结构简单。相比其他老式通风机对旋风机反风容易而且效率高还有很高的压力系数，所以我国的许多煤矿都采用对旋风机进行煤矿通风。然而，随着我国煤矿工业的发展，对旋风机的工作环境也变得更加复杂，更多时候要实现长距离的送风，在更为复杂的情况下对对旋风机设计理论、分析方法提出了更高的要求，需要开展广泛而深入的研究。本文以一台煤矿地面用隔爆抽出式对旋轴流通风机FBDCZNo14为例开展研究，使用目前十分成熟的商用CFD计算软件FLUENT对这台对旋风机进行数值模拟分析。根据厂家提供的数据图纸建立了对应的计算机物理模型，采用速度入口和压力入口方式仿真。通过使用的软件后处理功能输出的图片，掌握了对旋风机在运行时内部气体流动的具体情况，并计算了不同的入口流量对应的对旋风机的全压值并绘制出对应的性能曲线。计算结果与制造厂家提供的试验性能数据对比，证明了本文使用的数值模拟方法是可行的。之后本文对目前对旋风机设计中急需解决的复杂运行情况进行模拟，本文中改变了对旋风机前后级风扇叶片的安装角度，得到三种不同安装角度对比的一系列结论，还改变了对旋风机前后级风扇的转速，对比分析了在两种不同转速情况下对选风机的内部气流流动的情况。本文得到的结论对新型对旋风机的设计以及对旋风机的优化提供了理论依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题的研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 课题的来源及主要研究内容  12-14
第2章对旋风机的原理及性能试验  14-24
  2.1 对旋风机的原理  14-17
    2.1.1 对旋风机的结构  14-15
    2.1.2 对旋风机的运行原理  15-17
  2.2 对旋风机的性能试验  17-23
    2.2.1 对旋风机的试验用器材  17
    2.2.2 对旋风机试验原理  17-19
    2.2.3 试验数据以及性能曲线  19-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章计算机软件数值模拟  24-32
  3.1 CFD 软件的简介  24-27
    3.1.1 计算流体力学方法（CFD）介绍  24-25
    3.1.2 数值模拟采用的软件介绍  25-26
    3.1.3 流体流动的控制方程  26-27
  3.2 FLUENT 软件数值模拟  27-29
    3.2.1 对旋风机计算模型的建立  27-28
    3.2.2 模型的网格划分  28-29
    3.2.3 求解设置和计算过程  29
  3.3 数值模拟数据对比  29-31
  3.4 本章小结  31-32
第4章数值计算结果及分析  32-52
  4.1 高效率工作点对旋风机内部流体分析  32-40
    4.1.1 对旋风机内部气流的迹线分析  32-35
    4.1.2 对旋风机前后两级叶片受力分析  35-39
    4.1.3 对旋风机内部气流的速度矢量分析  39-40
  4.2 改变前后级风扇安装角情况对旋风机内部流体分析  40-47
    4.2.1 不同工况时对旋风机内部气流的迹线分析  41-42
    4.2.2 不同工况时对旋风机前后两级叶片受力分析  42-44
    4.2.3 不同工况时对旋风机内部气流的速度矢量分析  44-45
    4.2.4 不同流量时的对旋风机内部气流的迹线分析  45
    4.2.5 不同流量时的对旋风机内部气流的矢量分析  45-46
    4.2.6 不同工况时对旋风机性能影响分析  46-47
  4.3 改变前后级风扇转速对旋风机内部流体分析  47-51
    4.3.1 不同风扇转速时对旋风机内部气流迹线分析  48
    4.3.2 不同风扇转速时对旋风机风扇叶片压力分析  48-50
    4.3.3 不同风扇转速时对旋风机内部气流速度矢量分析  50-51
  4.4 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-57
致谢  57

基于CFD的对旋风机数值计算分析

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