高温烘干通风机 通风机 冠熙风机综合实力强

通风机优化思路

本模型采用Nelder － Mead 的优化方法，用于非线性方程针对多目标的优化方法，能寻找到全局较小偏差，同时根据自变量的增加而线性增加计算负荷的大小。由于自变量的变化参数较多，为了避免出现非物理的优化结果，提高优化效率。本模型的优化将分为两个部分。

通风机设计点的模型优化

在设计点，风机内部流场状况较好，流动损失小，效率高。因为Koch ＆ Smith 的模型考虑了诸多物理因素并被广泛验证了其合理性，因此不予优化。有3 个参数需要优化: 参考冲角、参考落后角和二次流损失。在一维计算时，由于模型中的经验公式是从大量压气机的实验数据中提取出来的，针对某一特定的风机几何尺寸，首先需要对采用的损失和落后角模型进行校验和标定。标定是根据风机在转速990r /min 时，通风机的安装角不变情况下的实验气动性能曲线。其次，利用优化得到的损失和落后角模型，对安装角分别为 10°、 5°、－ 10°、－ 5°的轴流风机的气动性能进行数值模拟并与实验结果进行对比分析，来验证本模型的准确性和可靠性。因为本风机并未给定相关设计点的参数，通风机模型中只能选取设计转速为990r /min 下高效率点为设计点，选取实验的气动性能曲线做为优化对象。

将通风机叶轮模型引入到ANSYS中。叶轮整体材料为Q235普通碳素结构钢，密度7850 kg/m3，弹性模量210 gpa，泊松比0.3。叶片角度可调的叶轮，轮毂和叶片调节机构采用Q235普通碳素结构钢，叶片采用尼龙66。该材料阻燃、防爆、耐磨、耐热。它常被用作机械配件，高温烘干通风机，而非有色金属，作为机械外壳或发动机叶片。该材料的密度为1150 kg/m3，弹性模量为8.3gpa，泊松比为0.28。叶轮各部分采用可调叶片固定连接。在叶片角度可调的叶轮中，当叶片臂与轮毂连接时，通风机叶片臂可以旋转和调整，即接触面的法向可以分离，在切向上没有相对滑动。由于叶片的叶尖比整个叶轮机构中的其他零件更容易变形，因此叶片啮合时应减小网格尺寸，烘干塔通风机，轮毂零件在整个结构中的变形较小。考虑计算时间，可以适当增大网格尺寸。在求解自由模态时，刚体有三个平移和三个旋转，因此前六个频率是系统的刚体模态。整个通风机叶轮机构为对称结构。计算了两个叶轮的前20个自由振型，并从中提取了前6个自由振型。

由于通风机动叶片是扭曲叶片，网格单元选用带含有10 个中间节点的四面体实体单元Solid187。分别采用20 万、30 万、55 万和60 万网格计算后，选择设定单元大小15 mm，生成网格单元数量为30万、节点数量45 万，在计算时间和计算精度上最为合适。对叶片叶根部位施加固定约束，叶片整体施加离心力惯性载荷，对通风机叶片表面施加气动压力载荷，通风机，其中气动压力载荷是流体计算得到的压力数据，采用流固弱耦合的方式加载到叶片表面，在模拟通风机运行范围内，模拟所得全压、效率与试验样本值的平均偏差分别为4. 2%、1. 8%，特别是在设计流量下为3. 4%和2. 2%，由此可确保数值模拟的真实可靠性，模拟结果可反映该风机的实际运行状况，并且可以用于进一步固体域的流固耦合模拟计算。

通风机的导叶数目改变后整体上不影响风机性能的变化趋势，全压随流量增大而减小，效率呈现先增后减的变化。q v表示风机体积流量，导叶数目减少时，在qv ＜ 90 m3 /s 时全压均得到提高，在高于此流量时仅方案二全压低于原风机，其中在导叶数目减少后，流量越小提升作用越明显，方案三在qv = 80 m3 /s时，全压提升效果最明显，提升数值为141 Pa。通风机导叶数目增加时，在qv ＜ 85 m3 /s 时，烘干机专用通风机，方案四至六全压得到有效提升，而qv ＞ 85 m3 /s 时，仅有方案四全压得到提升。