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發布時間:2021-10-10 02:39  
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葉輪、蝸殼和集熱器是離心風機的三個主要部件。下面詳細介紹了各構件及主要結構參數的研究進展。離心風機葉輪的主要結構參數有:葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉輪進口直徑、高壓離心通風機葉輪進口寬度、葉片數、葉片進出口安裝角度。對于風機的整體性能,除葉輪結構參數外,葉輪葉型直接影響風機葉片通道內的流動特性,對風機的總壓和效率等性能參數也有很大的影響。目前離心風機葉片型線主要有單圓弧葉片、雙圓弧拼接葉片、S型葉片和等減速流型葉片。此外,學者們還研究了三維葉片技術和扭葉片。根據葉片出口安裝角度的不同,葉片的安裝方式有三種:前向、徑向和后向。許多學者對上述葉片型線的性能進行了大量的研究,并深入分析了不同葉片結構的優缺點。對單圓弧葉片和恒減速葉片離心風機的內部流動特性進行了實驗研究。結果表明,等減速流型的葉輪不僅使葉輪通道內的壓力梯度變化更為規律,而且有效地削弱了高壓離心通風機葉輪出口的射流尾流結構,從而有效地降低了離心風機的流量損失、擴散損失和出口。其優點是避免了直接數值模擬計算量過大的問題,但這些經驗模型只適用于有限的環境。與單圓弧葉片相比,有效地提高了混合損失的效率。


離心風機的瞬態計算方法采用第二章所述的穩態計算方法。計算結果收斂后,將收斂結果作為瞬態計算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用隱式分離法求解離散方程。高壓離心通風機的壓力修正采用簡單算法進行。對流項采用二階迎風格式離散,擴散項采用二階中心格式離散,時間項采用二階隱式格式離散。時間步長由公式確定。離心風機空氣動力噪聲的計算離心風機運行時產生的噪聲主要包括機械噪聲、電磁噪聲和空氣動力噪聲。離心風機的內部是復雜的三維非定常渦噪聲。以出口壓力作為衡量離心風機性能的指標,采用LSSVM建立離心風機性能預測模型。復雜流場結構與氣動噪聲的相關性是氣動噪聲研究中的一個難題。

為了了解三維流場結構對氣動噪聲的影響,在氣動噪聲預測中,采用條帶理論方法確定葉片表面的氣動參數。近年來,風機流場結構的研究取得了很大進展。在風機氣動噪聲預測中,建立了相應的物理模型和數學模型,介紹了復雜流場的數值模擬技術,進行了考慮三維流場的氣動噪聲預測計算,研究了流場結構對高壓離心通風機氣動噪聲的影響。討論了如何有效地控制風機內部流量,降低風機噪聲。高壓離心通風機采用多耦合仿生設計和數值計算方法,研究了仿生葉片的降噪機理。結果表明,仿生葉片的鋸齒后緣結構可以有效地改變葉片后緣脫落渦的結構和頻率,從而減小葉片表面的壓力波動和氣流對葉片前緣的影響,使A計權聲壓級提高。風機的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]將葉片的線性后緣改為S形后緣,結果表明,S型后緣葉片能有效地降低空調風機的噪聲,使高壓離心通風機噪聲降低到2.2dB左右。高壓離心通風機采用多耦合仿生設計和數值計算方法,研究了仿生葉片的降噪機理。當S型后緣角為5度,葉片傾角適當增大時,可有效降低空調風機噪聲。

因此,高壓離心通風機選擇了LHS方法對離心風機的實驗數據進行采集。高壓離心通風機在實驗的初始階段,收集的數據不應超過總實驗數據的25%。假設收集的總數據n=10天(d為輸入變量的維數),初始實驗中收集的實驗數據n 0應滿足n 0<0.25n=2.5d的要求,因此本文采用n 0=0。實驗初期采用25N作為實驗數據。數據采集的硬件實現方案如圖1所示。首先,用傳感器測量被測通風機的入口壓力、溫度、流量和轉速。然后將測量數據通過總線傳輸到DAQ數據采集系統。高壓離心通風機的DAQ數據采集系統通過I/O設備將數據打包到上位機中。由于變量之間的維數差異,采集到的數據沒有直接應用于模型訓練,因此有必要對數據進行規范化,即將無量綱數據轉換為無量綱數據,并將采集到的數據映射到[0,1]的范圍內,以提高模型的收斂速度和精度。模型。模型訓練和模型驗證離心風機性能預測模型的訓練結構如圖2所示。該結構可分為兩部分:數據采集與處理和模型訓練。在實際應用中,總壓系數不僅與葉片出口安裝角有關,而且與葉輪的相對幾何尺寸有關。前者主要完成實驗數據的采集和處理,后者實現了性能預測模型的建立和驗證。首先,采用LHS方法采集離心風機的實驗數據(入口溫度、壓力、流量和風機轉速),并對高壓離心通風機數據進行處理,用于LSSVM模型。