九洲普惠风机丨轴流通风机计算模型及算例

 对旋式轴流通风机是指前后串联两个直径、轮毂比、转速都相同，而旋转方向相反的叶轮，通常由两个电机分别驱动的一种两级轴流通风机。它具有轴向尺寸小；反风性能好等优点。在矿山、隧道及船舶的通风换气上具有广泛的用途。近年来，在对旋式轴流通风机的设计、分析、优化及试验方面进行了大量的研究。

文献给出的九洲风机厂轴流通风机设计时轮毂比的选择准则为全压系数，如当全压系数大于0.4时应该选择轮毂比为0.6~0.7，但具体选择0.6还是0.7对轴流通风机的性能影响较大。文献采用电¥表格的方法对对旋轴流通风机的轮毂比进行了优化，认为选择轮毂比为0.63可获得较高效率。但该文所采用的方法无法对比非设计工况下的对旋轴流通风机性能。本文拟借助三维粘性N-S方程求解软件来研究这一问题。

以风筒内径为560mm的对旋轴流通风机为研究对象，其设计参数见表1。

对旋轴流通风机叶片采用LS翼型，等环量设计方法。设计时共采用了5种不同的轮毂比(见表2)。

数值模拟采用NUMECA的FINEATJRB0软件，该软件采用时间相关法求解雷诺平均N-S方程。选用二阶精度的中心离散格式，湍流模型采用S-A—方程湍流模型。应用多重网格技术，加快计算收敛速度。计算残差收敛到-4或者-5量阶。采用结构化H-0-H多块网格，由NUMECA/AUT0GRID自动生成，5种对旋轴流通风机的网格总数均约为106万，网格如图1所示。

求解时进口给定总压（101325Pa)和总温(293K)，出口给定静压。对每一种对旋轴流通风机，九洲普惠风机为了研究其变工况性能，共给定了5种不同的出口背压（静压），分别为101650Pa、102650Pa、104050Pa、104350Pa(设计工况）、104850Pa[在绘制性能曲线图时，取相对静压为1650Pa、2650Pa、4050Pa、4350Pa(设计工况）、4850Pa]。

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