轴流风机的通风情况

轴流风机的通风情况分析模型

下表是各个部分的位置与大小

计算

∙分析类型

不可压缩流(湍流)，扩散

∙要计算的方程式

动量方程（X,Y,Z坐标）

质量守恒（压力校正）方程

k-ε方程

扩散元素方程

材料属性

边界条件

∙流动边界

（窗，门）：压损

摩擦系数0.25

指数 2

湍动能0.0001[㎡/s²]

湍流耗散率0.0001[㎡/s²]

气流集中度0

∙壁面边界

(所有的)：No-slip(对数率)

初始工况

默认状态

来源工况

烟雾源：烟雾量0.05 [1/s]

详细情况

∙轴流风机工况

流量类型：P-Q特性

旋涡类型：叶片数量和转力系数

转速：400[rpm]

叶片数量：4

转力系数：0.6

（详见“设置指南”）

∙P-Q特性

类型P-V: 压力[pa]-周转率[m/s]

计算方法

稳态分析

收敛准则：默认

网格

元件数量

构筑物设置

∙[Basic Setting]选项

∙顶点探测统一

∙划分网格的方法粗网格和细网格

几何比率（内部）1

几何比率（外部）1

底部构筑物的标准长（100,100,100）

底部阈值网格元件大小（0.1,0.1,0.1）

设置指南

∙初始向导

1.[Computational Domain (2/6)Step]

打开[Coordinate system]，选[Cartesian coordinate]

打开[Coordinate value unit (display only)]，选[mm]

关于矩形子域的大小问题，在[minimum value]处输入（0,0,0），[Maximum value]

处输入（10000,5000,2000）

2.[Analysis Type (3/6)step]

∙按照下表选择分析类型

3.[Initial Value/Gravity (4/6)step]

确定已在[Underfined region]勾选[Set the following condition for underfined region]

4.[Purpose of Analysis(5/6)step]

选定[No specification(Setting are considered in Condition Wizard)]

∙创建分析模型和注册区

1.用[Cylinder]（条件区）创建污染源，在[Part name]输入“dsource”

2.用[Panel]创建门和窗，在[Part name]输入“door”

3.用[Cuboid]创建两个障碍物

4.通过下面的程序步骤创建轴流风机

♦画个平面草图，展现风机的中心和流动方向

∙在控制窗口中的[Sketch]选项中，单击Edit System，出现Edit Sketch Plane 对话框

i.选定[origin]，（X,Y,Z）中输入[1866,1500,700]，单击update

ii.然后在Axis处选定[rotation[和[u], 在[angle]输入[-90]，单击update

iii.最后，在Axis处，选[rotation]和[v]，在[angle]输入[60],单击update

单击close，即完成设置

通过这一设置，平面草图的W轴就成了风机的流动方向

♦要整体改变平面草图的坐标系，可以在工具栏中选择

♦选定【part】-【Axial-Flow Fan】,创建轴流风机

∙详细说明以下参数

i.规模

形状：圆形

流动方向：W-Axis(正方向)

中心：（0,0,0）

内部半径：100mm

外部半径：400mm

厚度：150mm

轴套厚度：150mm

圆柱框架：ON

ii.工况

流量类型：P-Q特性

动压修正系数：0.5

旋涡类型：叶片数量和转力系数

转速：400rpm

旋涡方向：反方向旋转

功率：4W

功效：0.6

∙单击【P-Q characteristic】中register table，出现[list of table]对话框

i.在【P-Q characteristic】中输入数值，单击OK，完成登记表格

ii.选择刚登记过的表格。下面是[Size/condition]设置的例子

∙工况向导

1.[Analysis Type]

♦选定[Incompressible], 和[Turbulent flow]

♦单击[Diffussion]

♦选择[Steady-state analysis]

2.[Diffusion]

♦在【control】选项中，[Unit of concentration of diffusive species]中选入[Arbitrary]

♦在[Diffusive Species]选项中，增加扩散类型

♦在[Name]中输入“cn1”,[Diffuion coefficient]中输入[2.0e-5],单击添加

3.[Boundary Condition]-[Flow Boundary]

♦在门窗处设置压损

1.选择[Direct input], 在[Coefficient of friction]输入[0.25]，[Exponent]中输入[2]

2.打开[Turbulent], 勾选[Inflow turbulent properties], 在[turbulent kinetic energy]和[Turbulent

dissipation rate ]处分别输入[0.0001]，单击OK即可

4.[Source Condition]

♦在Dsource处设置Smoke source

♦在[Amount of smoke]处输入[0.05]

5.[Analysis Control]

♦选定[Simple setting]

6.[Anslysis Control](简单设置)-[Steady-state Analysis]

♦[Start cycle no.]处输入[1]，在[Last cycle no. ]中输入[500]

7.[Output Condition]-[LFile]

♦打开[Entire Domain]选项，确保已勾选[output minimum/maximum value of variable]并已确保从[output type]中选定[BY part], 之后从[output variable]列表中选择[Diffusion01(cn1)], 点击Select。

分析结果

∙计算周期

210周期

∙速度矢量图