10 решений суда, которые изменили индустрию видеоигр
Sep 21, 202312 признаков того, что у вас поддельная маска N95, KN95 или KF94
Nov 16, 202313 лучших чистящих средств для секс-игрушек 2023 года по мнению экспертов
May 19, 2023Honda Odyssey Touring Elite Long 2011 года
Nov 02, 20232016 Хонда Пилот Лонг
Nov 05, 2023Оптимизация объемного расхода воздуха направляющих лопаток осевого вентилятора на основе DOE и CFD
Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4439 (2023) Цитировать эту статью
784 Доступа
1 Альтметрика
Подробности о метриках
Неразумная конструкция направляющих лопаток осевого вентилятора может иметь негативные последствия. Чтобы повысить производительность, взаимосвязь между объемным расходом воздуха выбранного осевого вентилятора и геометрическими параметрами направляющих лопаток сначала анализируется с помощью DOE и CFD, а оптимальные параметры находятся с помощью метода Гауссова процесса. Результаты показывают, что количество и общая хорда направляющих лопаток оказывают нелинейное влияние на объемный расход воздуха, а общая хорда лопаток является основным фактором, влияющим на результаты расчета. Для конкретной конфигурации, изученной здесь, оптимальная конструкция направляющих лопаток показывает, что уменьшение хорды лопаток на 38 мм и увеличение количества лопаток до 18 может обеспечить больший поток воздуха при той же скорости вращения.
Осевой вентилятор, важное механическое устройство в производстве и быту, широко используется в быту и промышленном производстве. В Китае энергопотребление насосов и вентиляторного оборудования составляет более половины выработки электроэнергии в стране, а эффективность работы вентиляторного оборудования в реальном производстве и эксплуатации составляет около 40–60%, что намного ниже норматива. Эффективное повышение эффективности вентиляторов может снизить потребление электроэнергии, что имеет большое значение для энергосбережения, сокращения выбросов и защиты окружающей среды1.
Аэродинамические характеристики осевых вентиляторов сложны, и основными влияющими факторами являются следующие: количество лопаток, форма, угол установки лопаток, размер зазора между кончиками лопаток, соотношение законцовок ступицы, коллектор, диффузор и т. Д. Многие ученые проводили имитационный анализ. на поток воздуха внутри осевого вентилятора с помощью метода CFD (вычислительная гидродинамика) и получил множество результатов. Например, Vad2 обнаружил, что безлопастные компрессионные роторы и производительность осевых вентиляторов можно эффективно улучшить за счет наклона лопастей вперед и их стреловидности вперед. Hurault и др.3 изучили влияние размаха вентилятора осевого потока на воздушный поток с помощью CFD и экспериментов и обнаружили, что размах сильно влияет на турбулентную кинетическую энергию после вентилятора. Айкут и Юнверди4 провели CFD-моделирование шестилопастного осевого вентилятора и сравнили результаты моделирования с данными испытаний, полученными из камеры AMCA. При моделировании реализована стандартная k-ε-модель турбулентности, и результаты показывают, что модель недостаточна для расчета местоположения точки отрыва и изменения давления на поверхности лопаток для отрывных потоков. Аэродинамические характеристики и шум бионического вентилятора оптимизированы Ченом и др.5 с использованием функции потери массы Тагучи для снижения шума и увеличения массового расхода. Li6 параметризовал влияние угла лопасти и радиального угла лопасти, используя численную модель тепловой жидкости, проверенную ранее. Ван и др.7 объединили искусственные нейронные сети и генетические алгоритмы для оптимизации вычислений. Результаты расчетов показывают, что с помощью этого метода можно эффективно улучшить изоэнтропический КПД и запас устойчивости системы. Краткое изложение этих исследований показано в Таблице 1. Литература8,9 представляет собой численную основу для прогнозирования шума с помощью процедуры CFD, а вторая представляет собой сравнение моделей турбулентности в прогнозировании тонального шума, что является хорошим справочным материалом для прогнозирование шума в будущих исследованиях. Кроме того, результаты моделирования были проверены многими существующими исследованиями, которые могут предоставить полезную информацию для завершения оптимизации10,11,12,13.
В приведенных выше исследованиях в основном изучаются параметры вентиляторов без учета влияния направляющего аппарата на объемный расход воздуха. Передний направляющий аппарат может заставить воздушный поток производить отрицательное предварительное вращение в противоположном направлении вращения лопасти, что приводит к тому, что осевой поток осевого вентилятора создает скорость намотки, чтобы улучшить общее давление осевого вентилятора. Когда жидкость проходит через лопасти, она создает частичную скорость в окружном направлении, а задний направляющий аппарат может изменить направление потока, так что кинетическая энергия, генерируемая частичной скоростью, может быть преобразована в энергию давления. Можно сделать вывод, что направляющие лопатки являются важным фактором, влияющим на эффективность осевых вентиляторов. Наилучшие конструктивные параметры направляющих аппаратов осевого вентилятора получены с помощью метода DOE (Design of Experiments), который обеспечивает исследовательскую основу для оптимизации направляющих аппаратов других осевых вентиляторов.