Aksiaalvooluventilaatori projekteerimise põhimõte

Pidades silmas vastuolu õhukonditsioneeride ventilaatorite töö madala õhurõhu ning suure õhuhulga ja madala mürataseme nõude vahel, valiti selles uuringus võrdleva uurimismudelina aksiaalvoolu ventilaatori prototüüp, millel on suurepärane kliimaseade. kumer pühitud disain. Prototüübi põhistruktuur: tiiviku välisläbimõõt 409mm, tiiviku läbimõõt 120mm, tiiviku suhe 0,29, labade arv 4, voolukiirus 2220m3/h, staatiline rõhk 20Pa, kiirus 880r/min. Uue ventilaatori disain lähtub vooluhulga tagamise eeldusest, keskendudes ventilaatori sisemise voolujaotuse parandamisele, et vähendada müra.
Uue ventilaatori disain põhineb varasematel vedelikudünaamika uuringutel ja olemasolevatel kvaasi{0}}D-disainimeetoditel, kasutades juhtivat painutustehnoloogiat ja CFD/CAD-ühendust. Tüüpilise tuuleratta prototüübi konstruktsiooniomadusi hindab CAD ning kommertstarkvara FLUENT kasutatakse täielike 3D CFD arvutuste tegemiseks, et uurida selle väliseid ja sisemisi vooluomadusi ning võrrelda ja analüüsida katsetulemustega; tavalist meetodit kasutatakse tiiviku kvaasi-3D esialgse konstruktsiooni koostamiseks ning selle väliste ja sisemiste vooluomaduste uurimiseks tehakse CFD arvutused; võrreldakse ja analüüsitakse prototüüpventilaatori ja uue ventilaatori CAD/CFD tulemusi ning korrigeeritakse esialgse disaini vastavaid parameetreid parema aerodünaamilise paigutusplaani saavutamiseks; CFD-d kasutatakse ventilaatori jõudluse ennustamiseks pärast reguleerimist ja asjakohaseid parameetreid reguleeritakse vastavalt arvutustulemustele, et ventilaatorit veelgi optimeerida.
Lisaks tuleb projekteerimisel arvesse võtta selliseid parameetreid nagu tera kõõlu pikkus, tera paigaldusnurk, laba kaldenurk ja õhutiiba keskkaare joon. Need parameetrid on optimeeritud ja üksteisega mõistlikult sobitatud, et parandada ventilaatori aerodünaamilist-akustilist jõudlust.
Ülaltoodud tegureid arvesse võttes kujundatakse uue ventilaatori põhistruktuur: ventilaatori välisläbimõõt on 408 mm, tiiviku läbimõõt 100 mm, tiiviku suhe 0,245, labade arv 4 , tera otsa/tera juure kõõlu pikkus on 276/80 mm, ettepoole paindenurk on 44 kraadi ja ettepoole suunatud pühkimisnurk 20 kraadi.
Samas välisseadmes simuleeritakse vastavalt numbriliselt ventilaatori prototüüpi ja uut ventilaatorit. Tegelik masin on arvutamisel asjakohaselt lihtsustatud ning arvesse ei võeta soojusvaheti, väljalaskevõre, mootori ja selle kronsteini mõju, küll aga külgmist sisselaskeava.
Piiratud mahu meetodit kasutatakse juhtimisvõrrandite diskretiseerimiseks ja kogu välisseadme kolmemõõtmeline ühtlase vooluväli lahendatakse kaudselt. Arvutamiseks kasutatakse Spalart-Almi kaare turbulentsimudelit, konvektsioonitermin võtab vastu teist järku vastutuule erinevuse vormingu ja rõhu-kraadi sidumine lahendatakse standardse SIM PLE algoritmi abil.
Ventilaatorisüsteemi keerukuse tõttu kasutatakse kogu arvutusvaldkonnas struktureerimata ruudustikke ning võrkude koguarv on 110 x 104. Tööratta asukoha ala on määratletud kui pöörlev ala, millel on suur hulk võre. Rõhu piirtingimusi kasutatakse nii sisse- kui ka väljalaskeava jaoks. Sisselaskeava on atmosfääritingimustes ja väljalaskeavale antakse erinev vasturõhk. Kui iga arvutuse jääkväärtus on väiksem kui 1 x 10-3, loetakse arvutus konvergeerituks.