Принцип конструкции осевого вентилятора

Ввиду противоречия между низким давлением воздуха в работе вентиляторов кондиционеров и требованием большого объема воздуха и низкого уровня шума при использовании, в этом исследовании был выбран прототип осевого вентилятора с отличными характеристиками для кондиционирования воздуха в качестве сравнительной исследовательской модели для изогнутая стреловидная конструкция. Базовая конструкция прототипа: внешний диаметр рабочего колеса 409 мм, диаметр рабочего колеса 120 мм, передаточное отношение рабочего колеса 0,29, количество лопастей 4, расход 2220 м3/ч, статическое давление 20 Па, скорость 880 об/мин. Конструкция нового вентилятора основана на предпосылке обеспечения скорости потока с упором на улучшение внутреннего распределения потока вентилятора для снижения шума.
Конструкция нового вентилятора основана на предыдущих исследованиях гидродинамики и существующих методах квази-3D-проектирования с использованием передовой технологии гибки и связи CFD/CAD. Структурные характеристики типичного прототипа ветрового колеса оцениваются с помощью САПР, а коммерческое программное обеспечение FLUENT используется для выполнения полных расчетов 3D CFD для изучения его внешних и внутренних характеристик потока, а также сравнения и анализа с экспериментальными результатами; традиционный метод используется для создания предварительной конструкции квази-3D-крыльчатки, а расчеты CFD выполняются для исследования ее внешних и внутренних характеристик потока; результаты CAD/CFD прототипа вентилятора и нового вентилятора сравниваются и анализируются, а соответствующие параметры первоначальной конструкции корректируются для достижения лучшего аэродинамического плана компоновки; CFD используется для прогнозирования производительности вентилятора после регулировки, а соответствующие параметры дополнительно корректируются в соответствии с результатами расчета для дальнейшей оптимизации вентилятора.
Кроме того, при проектировании необходимо учитывать такие параметры, как длина хорды лопасти, угол установки лопасти, угол развала лопасти и линия середины дуги профиля. Эти параметры оптимизированы и разумно согласованы друг с другом для улучшения аэродинамически-акустических характеристик вентилятора.
С учетом вышеперечисленных факторов спроектирована базовая конструкция нового вентилятора: наружный диаметр вентилятора 408 мм, диаметр крыльчатки 100 мм, передаточное число крыльчатки 0,245, количество лопастей 4. Длина кончика лезвия/корневой хорды лезвия составляет 276/80 мм, угол изгиба вперед - 44 градуса, угол стреловидности вперед - 20 градусов.
В одном и том же наружном блоке численно моделируются прототип вентилятора и новый вентилятор соответственно. Фактическая машина соответствующим образом упрощается при расчете, и влияние теплообменника, выпускной решетки, двигателя и его кронштейна не учитывается, но учитывается боковой впуск.
Метод конечных объемов используется для дискретизации уравнений управления, а трехмерное установившееся поле потока всего наружного блока решается неявно. Для расчета используется модель турбулентности дуг Спаларта-Альма, член конвекции принимает формат разницы второго порядка против ветра, а связь степени давления решается с помощью стандартного алгоритма SIM PLE.
Из-за сложности системы вентиляторов во всей расчетной области используются неструктурированные сетки, а общее количество сеток составляет 110 x 104. Область, где расположено рабочее колесо, определяется как вращающаяся область, имеющая большое количество сеток. Граничные условия давления используются как для входа, так и для выхода. На входе атмосферные условия, а на выходе задано разное противодавление. Когда остаточная стоимость каждого расчета меньше 1 x 10-3, расчет считается сходящимся.