微型軸流風(fēng)扇扭葉片設(shè)計(jì)及其氣動(dòng)分析

設(shè)計(jì)高性能的微型軸流風(fēng)扇,同時(shí)降低設(shè)計(jì)成本、縮短設(shè)計(jì)周期,是軸流風(fēng)扇研究的主要目標(biāo)。采用孤立葉型法、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)技術(shù)和遺傳算法相結(jié)合的策略,構(gòu)建微型軸流風(fēng)扇優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法和模塊化的構(gòu)造方法,采用c++及opengrip語言編寫,并提供開放式接口,使系統(tǒng)易于完善和擴(kuò)充。在此系統(tǒng)下可以實(shí)現(xiàn)微型軸流風(fēng)扇優(yōu)化設(shè)計(jì)的整個(gè)流程。通過優(yōu)化實(shí)例證實(shí)了該系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。

軸流風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對一通用型軸流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)子葉片,以三維粘性流場的數(shù)值計(jì)算程序?yàn)槠脚_(tái),利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)bp算法和遺傳算法,通過葉片彎掠技術(shù)對葉片的周向彎曲角度進(jìn)行尋優(yōu),以使風(fēng)扇的性能進(jìn)一步提高.通過對比優(yōu)化前、后的葉輪發(fā)現(xiàn),優(yōu)化之后的葉片形成明顯的沿周向順葉輪旋轉(zhuǎn)方向彎曲.試驗(yàn)結(jié)果表明,其全壓效率提高了1.27%,全壓升提高了3.56%,上、下端部的流動(dòng)損失進(jìn)一步降低.

第41卷第9期 2007年9月 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào) journalofshanghaijiaotonguniversity vol.41no.9 sep.2007 收稿日期:2006-11-22 作者簡介:李楊(1973-),男,沈陽市人,博士生,研究方向:葉輪機(jī)械內(nèi)部流場和氣動(dòng)聲學(xué),電話(tel.):13817108103; e-mail:mr.leeyang@163.com.歐陽華(聯(lián)系人),男,副教授,電話(tel.):021-64479155;e-mail:oyh@sjtu.edu.cn. 文章編號(hào):1006-2467(2007)09-1522-04 軸流風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì) 李楊,歐陽華,杜朝輝 (上海交通大學(xué)

中文摘要 i 帶有前掠葉片的軸流風(fēng)扇空氣動(dòng)力性能研究 摘要 軸流風(fēng)扇廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)cpu散熱及空調(diào)通風(fēng)等場合，為提高風(fēng)扇的效 率和運(yùn)行穩(wěn)定性，研究軸流風(fēng)扇的葉片結(jié)構(gòu)是非常有必要的。 本文采用numeca公司的cfd軟件包fine/turbo對選取的軸流風(fēng)扇直葉片 與前掠葉片葉頂間隙流場進(jìn)行數(shù)值模擬，并對結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)研究。在了解軸流 風(fēng)扇的工作原理的基礎(chǔ)上，利用numeca中的軟件包進(jìn)行先對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃 分，然后對所得到的網(wǎng)格劃分進(jìn)行計(jì)算設(shè)置及計(jì)算過程，最后把計(jì)算結(jié)果進(jìn)行 后處理。得出軸流風(fēng)扇直葉片與前掠葉片葉頂間隙流場比較。 通過對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，前掠葉片風(fēng)扇的全壓升有一定提高，效率有所 提高，壓力和速度在壓力面和吸力面上的分布有一些差異，包括前掠葉片吸力 面的低壓區(qū)較大、壓力面的高壓較高等，說明前掠葉片的流動(dòng)損失較小，相對 于直葉片具有較好的氣動(dòng)性能。 關(guān)鍵詞:低

中文摘要 i 帶有前掠葉片的軸流風(fēng)扇空氣動(dòng)力性能研究 摘要 軸流風(fēng)扇廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)cpu散熱及空調(diào)通風(fēng)等場合，為提高風(fēng)扇的效 率和運(yùn)行穩(wěn)定性，研究軸流風(fēng)扇的葉片結(jié)構(gòu)是非常有必要的。 本文采用numeca公司的cfd軟件包fine/turbo對選取的軸流風(fēng)扇直葉片 與前掠葉片葉頂間隙流場進(jìn)行數(shù)值模擬，并對結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)研究。在了解軸流 風(fēng)扇的工作原理的基礎(chǔ)上，利用numeca中的軟件包進(jìn)行先對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃 分，然后對所得到的網(wǎng)格劃分進(jìn)行計(jì)算設(shè)置及計(jì)算過程，最后把計(jì)算結(jié)果進(jìn)行 后處理。得出軸流風(fēng)扇直葉片與前掠葉片葉頂間隙流場比較。 通過對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，前掠葉片風(fēng)扇的全壓升有一定提高，效率有所 提高，壓力和速度在壓力面和吸力面上的分布有一些差異，包括前掠葉片吸力 面的低壓區(qū)較大、壓力面的高壓較高等，說明前掠葉片的流動(dòng)損失較小，相對 于直葉片具有較好的氣動(dòng)性能。 關(guān)鍵詞:低

溫帆軸流風(fēng)扇

as（軸流風(fēng)扇）的注塑成型 許多家電都使用塑料軸流風(fēng)扇，如排氣扇、電風(fēng)扇、空 調(diào)等。風(fēng)扇的兩個(gè)性能指標(biāo)--動(dòng)平衡與軸向跳動(dòng)，是直接引 起風(fēng)扇工作時(shí)噪音和振動(dòng)的主要原因。如何降低風(fēng)扇的這兩 個(gè)性能指標(biāo)，是塑料風(fēng)扇注塑加工工藝上的技術(shù)難關(guān)。在不 考慮其他因素的情況下，風(fēng)扇的軸向跳動(dòng)（靜態(tài)）控制到不 大于1mm；動(dòng)平衡可通過加鋁片補(bǔ)償（控制加片量不超過 5g），加片后動(dòng)平衡控制到小于25個(gè)數(shù)字（數(shù)字越小，噪音 越小），那么0.74kw的塑料軸流風(fēng)扇工作時(shí)的振動(dòng)和噪音即 可滿足產(chǎn)品性能要求。 1、選材 1)材料品種就加工塑料軸流風(fēng)扇而言，采用gfr （玻纖增強(qiáng)）abs和gfras作為原料，其強(qiáng)度、耐熱性、 硬度及尺寸穩(wěn)定性，都比未增強(qiáng)的同類塑料好，能夠滿足 產(chǎn)品的使用要求。在玻纖含量相同的情況下，gfras比 gfrabs的拉伸強(qiáng)度和熱變形溫度兩項(xiàng)指標(biāo)略高。 2)

軸流風(fēng)扇選擇

as（軸流風(fēng)扇）的注塑成型 許多家電都使用塑料軸流風(fēng)扇，如排氣扇、電風(fēng)扇、空 調(diào)等。風(fēng)扇的兩個(gè)性能指標(biāo)--動(dòng)平衡與軸向跳動(dòng)，是直接引 起風(fēng)扇工作時(shí)噪音和振動(dòng)的主要原因。如何降低風(fēng)扇的這兩 個(gè)性能指標(biāo)，是塑料風(fēng)扇注塑加工工藝上的技術(shù)難關(guān)。在不 考慮其他因素的情況下，風(fēng)扇的軸向跳動(dòng)（靜態(tài)）控制到不 大于1mm；動(dòng)平衡可通過加鋁片補(bǔ)償（控制加片量不超過 5g），加片后動(dòng)平衡控制到小于25個(gè)數(shù)字（數(shù)字越小，噪音 越小），那么0.74kw的塑料軸流風(fēng)扇工作時(shí)的振動(dòng)和噪音即 可滿足產(chǎn)品性能要求。 1、選材 1)材料品種就加工塑料軸流風(fēng)扇而言，采用gfr （玻纖增強(qiáng)）abs和gfras作為原料，其強(qiáng)度、耐熱性、 硬度及尺寸穩(wěn)定性，都比未增強(qiáng)的同類塑料好，能夠滿足 產(chǎn)品的使用要求。在玻纖含量相同的情況下，gfras比 gfrabs的拉伸強(qiáng)度和熱變形溫度兩項(xiàng)指標(biāo)略高。 2)

tcl集團(tuán)有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) q/tk××.××－2001 軸流風(fēng)扇技術(shù)條件 批準(zhǔn)頁 編制:日期: 審查:日期: 標(biāo)查:日期: 批準(zhǔn):日期: tcl集團(tuán)有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 2 q/tk××.××－2001 軸流風(fēng)扇技術(shù)條件 2001－××-××發(fā)布2001－××-××實(shí)施 tcl集團(tuán)有限公司空調(diào)事業(yè)部發(fā)布 i q/tk××.××－2001 前言 本標(biāo)準(zhǔn)對空調(diào)器用軸流風(fēng)

tcl集團(tuán)有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) q/tk××.××－2001 軸流風(fēng)扇技術(shù)條件 批準(zhǔn)頁 編制:日期: 審查:日期: 標(biāo)查:日期: 批準(zhǔn):日期: tcl集團(tuán)有限公司空調(diào)事業(yè)部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 2 q/tk××.××－2001 軸流風(fēng)扇技術(shù)條件 2001－××-××發(fā)布2001－××-××實(shí)施 tcl集團(tuán)有限公司空調(diào)事業(yè)部發(fā)布 i q/tk××.××－2001 前言 本標(biāo)準(zhǔn)對空調(diào)器用軸流風(fēng)

軸流風(fēng)扇選擇 (2)

第41卷第9期 2007年9月 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào) journalofshanghaijiaotonguniversity vol.41no.9 sep.2007 收稿日期:2006-11-22 作者簡介:李楊(1973-),男,沈陽市人,博士生,研究方向:葉輪機(jī)械內(nèi)部流場和氣動(dòng)聲學(xué),電話(tel.):13817108103; e-mail:mr.leeyang@163.com.歐陽華(聯(lián)系人),男,副教授,電話(tel.):021-64479155;e-mail:oyh@sjtu.edu.cn. 文章編號(hào):1006-2467(2007)09-1522-04 軸流風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片優(yōu)化設(shè)計(jì) 李楊,歐陽華,杜朝輝 (上海交通大學(xué)

為何軸流風(fēng)扇的葉片均為奇數(shù) 不少細(xì)心的玩家會(huì)發(fā)現(xiàn)，所有的軸流風(fēng)扇的葉片數(shù)量均為7、9、11等單數(shù)。 這只是設(shè)計(jì)上的巧合還是另有奧妙之處呢？ 眾所周知，散熱器的實(shí)際散熱效果，很大程度取決于葉片傾角、葉片數(shù)量等 方面的設(shè)計(jì)。其中，葉片的數(shù)量起著非常重要的作用。 通常散熱器廠家在風(fēng)扇的設(shè)計(jì)上，都不約而同地采用增加葉片數(shù)目的方式來 保證一定的風(fēng)量和風(fēng)壓。但無論軸流風(fēng)扇的葉片數(shù)目的是多少，它的葉片結(jié)構(gòu)大 多是7、9、11等單數(shù)葉片組合而成。這是因?yàn)槠鏀?shù)的葉片組合能比偶數(shù)的葉片 組合帶來更多的性能優(yōu)勢。如果一旦葉片數(shù)量為偶數(shù)片設(shè)計(jì)，并形成對稱的排列 方式的話，那么不但使得風(fēng)扇自身的平衡性難以調(diào)整，而且容易使風(fēng)扇在高速運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生更多的共振，從而導(dǎo)致葉片無法長時(shí)間承受共振產(chǎn)生的疲勞，最終出現(xiàn) 葉片斷裂等情況。因此，軸流風(fēng)扇的設(shè)計(jì)多為不對稱的奇數(shù)片葉片設(shè)計(jì)。同樣的 設(shè)計(jì)

為何軸流風(fēng)扇的葉片均為奇數(shù) 不少細(xì)心的玩家會(huì)發(fā)現(xiàn)，所有的軸流風(fēng)扇的葉片數(shù)量均為7、9、11等單數(shù)。 這只是設(shè)計(jì)上的巧合還是另有奧妙之處呢？ 眾所周知，散熱器的實(shí)際散熱效果，很大程度取決于葉片傾角、葉片數(shù)量等 方面的設(shè)計(jì)。其中，葉片的數(shù)量起著非常重要的作用。 通常散熱器廠家在風(fēng)扇的設(shè)計(jì)上，都不約而同地采用增加葉片數(shù)目的方式來 保證一定的風(fēng)量和風(fēng)壓。但無論軸流風(fēng)扇的葉片數(shù)目的是多少，它的葉片結(jié)構(gòu)大 多是7、9、11等單數(shù)葉片組合而成。這是因?yàn)槠鏀?shù)的葉片組合能比偶數(shù)的葉片 組合帶來更多的性能優(yōu)勢。如果一旦葉片數(shù)量為偶數(shù)片設(shè)計(jì)，并形成對稱的排列 方式的話，那么不但使得風(fēng)扇自身的平衡性難以調(diào)整，而且容易使風(fēng)扇在高速運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生更多的共振，從而導(dǎo)致葉片無法長時(shí)間承受共振產(chǎn)生的疲勞，最終出現(xiàn) 葉片斷裂等情況。因此，軸流風(fēng)扇的設(shè)計(jì)多為不對稱的奇數(shù)片葉片設(shè)計(jì)。同樣的 設(shè)計(jì)

軸流風(fēng)扇性能仿真與分析 (2)

軸流風(fēng)扇性能仿真與分析

基于傳統(tǒng)的風(fēng)扇設(shè)計(jì)方法,提出了風(fēng)扇參數(shù)化設(shè)計(jì)和流場分析程序.采用vb開發(fā)了cpu軸流風(fēng)扇空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)軟件和風(fēng)扇參數(shù)化設(shè)計(jì)模擬軟件,使用者只需輸入風(fēng)扇的基本結(jié)構(gòu)參數(shù),便可由程序自動(dòng)生成高質(zhì)量的六面體網(wǎng)格,能自動(dòng)進(jìn)行批處理模擬和結(jié)果后處理.最后采用該軟件快速對風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行性能分析,加深了cpu風(fēng)扇各主要技術(shù)參數(shù)在風(fēng)扇整體性能中影響程度的認(rèn)識(shí),為進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了條件.實(shí)踐證明該方法能大大提高風(fēng)扇設(shè)計(jì)者的工作效率,具有重大工程應(yīng)用價(jià)值.

針對漸近型旋轉(zhuǎn)失速在一軸流風(fēng)扇上進(jìn)行了一些測量工作，包括失速時(shí)的激光平均流場測量和熱絲動(dòng)態(tài)測量兩大類。激光平均流場研究表明失速團(tuán)主要活動(dòng)在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子前緣，而轉(zhuǎn)子葉片通道中的流場則主要表現(xiàn)為葉尖間隙流的橫向堵塞流動(dòng)。熱絲的動(dòng)態(tài)流場分析表明失速團(tuán)的運(yùn)動(dòng)可以用偶極子流動(dòng)概念來描述

分析了我國鐵路準(zhǔn)高速內(nèi)燃機(jī)車夏季運(yùn)行存在的問題,針對該問題選擇冷卻風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方案,比較了兩種不同的設(shè)計(jì)方案。本文主要是針對輪轂部分進(jìn)行討論,并與以前的冷卻風(fēng)扇進(jìn)行了試驗(yàn)對比,證明了新型冷卻風(fēng)扇能夠滿足機(jī)車的冷卻要求。

為了降低電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的損耗,根據(jù)等環(huán)量設(shè)計(jì)理論,設(shè)計(jì)了一個(gè)高效軸流風(fēng)扇,通過試驗(yàn)值比較結(jié)果證明本文所設(shè)計(jì)的軸流風(fēng)扇功耗較低,效率較高,達(dá)到了較好的效果。