1、結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化及網(wǎng)格劃分

蝸殼的導(dǎo)風(fēng)圈與風(fēng)輪的軸向間隙為可將模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，忽略軸向間隙部分，將蝸殼與風(fēng)輪視為軸向等長(zhǎng)。

采用Gambit軟件對(duì)幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將整個(gè)區(qū)域分為6個(gè)部分，即進(jìn)口區(qū)域、中心區(qū)域、葉輪區(qū)域、前端區(qū)域、后端區(qū)域和蝸殼區(qū)域。所有區(qū)域均采用貼體網(wǎng)格，其中對(duì)葉輪區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密，以提髙數(shù)值模擬的精確度。模型總的網(wǎng)格單元數(shù)為2230495，葉輪區(qū)域?yàn)?70896。模型網(wǎng)格圖見圖2。

2、計(jì)算方法

利用Fluent計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件，采用容積控制法離散控制方程，用Simple算法來求解速度與壓力的耦合，差分格式為二階迎風(fēng)差分格式。控制方程使用Reynolds時(shí)均的相對(duì)定常不可壓N-S方程和標(biāo)準(zhǔn)k-e湍流模式。此外，計(jì)算域進(jìn)口采用壓力進(jìn)口，計(jì)算域出口采用壓力出口，葉輪轉(zhuǎn)速為1200r/min。

3、模擬結(jié)果

在三維計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上取z=100mm截面，其靜壓場(chǎng)、速度矢量見圖3和圖4。圖3的計(jì)算結(jié)果表明：靜壓在各個(gè)葉間流道的分布不盡相同，特別是在蝸殼出口處的葉輪區(qū)域及蝸舌部位靜壓梯度較大，越靠近蝸舌頂部靜壓越高，靠近蝸殼出口處的葉輪區(qū)域的靜壓最低，而此處的動(dòng)壓和全壓則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它部位。由于葉片做功，氣流在葉片出口處全壓最高。由圖4的速度場(chǎng)可知，風(fēng)輪與蝸殼底部以及蝸舌附近的葉片氣流比較紊亂，出現(xiàn)了漩渦，這些漩渦是產(chǎn)生噪聲的主要噪聲源。此外，風(fēng)壓分布不均勻，能量損失較大。因此九洲風(fēng)機(jī)廠在設(shè)計(jì)過程中為了減小鏇渦的區(qū)域和能量的損失，必須對(duì)風(fēng)輪與蝸殼的間隙以及蝸舌出口處進(jìn)行改善。

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