微型离心风机流场分析与气动优化
作者单位：北京航空航天大学航空科学与工程学院流体力学系 北京航空航天大学工信部航空声学重点实验室
会议名称：《2018年全国工业流体力学会议》
会议日期：2018年
学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理]
摘 要：本文基于微型风机,利用Ansys软件对风机内部流场进行数值仿真分析。在不改变风机叶轮的基础上,依据之前的原风机仿真结果,采用单一变量叠加比较的方法在蜗壳面积变化不大的基础上进行再设计、内部导流片导流等手段进行风机的流场优化设计,达到出口压力增加10%的效果。计算仿真选用SST k-?湍流模型,二阶精度分析内部不可压流动。结果表明,小流量下,由于叶轮做功,入口流道处会产生小涡。随着入口流量增大至中流量(80-140LPM),蜗舌处产生一大涡,该涡为微型离心风机的主要涡,通过在此处设置导流片进行涡控制可使出口压力增加2%左右,而对蜗壳截面从圆形改为U形可有效增大压力4%。计算风机效率曲线发现整体呈抛物线形状,整体风机改造过程中,增大出口流道截面积会导致效率曲线小幅降低,但是最大差值不会超过4%,从而不会造成电机过多无用功的损耗。但是气动优化之后的最终结果增压可达到10%,从计算所得的风机内部流场可以看出优化后的形状对流场分离现象有一定的抑制作用。