叶顶间隙变化对轴流风扇性能影响的数值研究

维粘性流动的计算技术趋于成熟 ， 可以较为准确的求 解流体机械内部 的三维粘性流场。这对 了解 叶顶附
２ 数值模拟
２ １ 计算 方 法 ．
采用 商用 Ｃ Ｄ计 算 软件 ， 解三 维 雷诺 平 均 Ｆ 求 Ｎ ｖｅ—Ｓｏｅ ａｉ ｒ ｔｋｓ方程 ， 程 的空 间离 散 采用 有 限 体 积 方 法 的二阶迎 风 Ｔ Ｄ格 式 ， 间项 采 用 四 阶 Ｒ ｎｅ— Ｖ 时 ｕｇ ｋｔ 法 显示格 式 ， 流 模 型 选 用 Ｓ ａ ｒ ｕｔ ａ 湍 ｐｌ ｔ—Ａｈａａ， ａ ｌｎ ｒｓ
研 奔 与 分 析
・
机械研究与应用 ・
叶顶 间 隙变 化 对 轴 流 风扇 性 能 影 响 的数 值 研 究
张 露， 叶 舟
２ ０ ３ ０９ ） （ 海理 工大 学 能 源与 动 力 工 程 学 院 ， 海 上 上
摘
要 ： 用 三 维 粘性 流动 计 算软 件 ， 某 含 叶 顶 间 隙的 直 叶 片 轴 流 风 扇 进 行 数 值 模 拟 。叶 顶 间 隙按 相 对 间 隙 进 行 运 对
关 键 词 ： 流 风 扇 ； 值 模 拟 ； 顶 间 隙 轴 数 叶
中图分类号 ：Ｐ １ Ｔ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ ４ １ （０ １ ０ — ０７— ２ １ ６— ４ ４ ２ １ ） １ ０ １ ０ ０
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１ 引 言
带 叶顶 间隙 的轴 流 风 扇 ， 由于存 在 叶顶 间 隙 ， 其
叶 片顶部 的三 维 流动 十分复 杂 。转 子相对 机 匣运动 ，
级 间参 数吻 合度 比较好 。
笔 者通过 改变某 轴 流风扇 的叶顶 间隙 ， 在相 同工
况 下对其 进 行 数 值 模 拟 ， 对计 算 结 果 进 行 对 比分 并 析， 旨在研 究 叶顶 间隙变化 对轴 流风 扇性 能 的影 响 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
并且其 间隙尺 寸很 小 ， 使得 其 内部流动 的实 验测量 这 非常 困难 。同时 ， 叶顶 间 隙 附 近 ， 在 由于 压 力 面 与 吸 力 面之 间的压差 ， 生 了泄漏 流 ， 与主 流相互 混合 ， 产 其 直接影 响了整个 轴 流风扇 内部 流场及 气动 性能 ， 特别 是 对轴 流风 扇 的工作 效率 、 压头 和工作 稳定 性产 生很 大 的影 响 ¨。 近 年来 ， 随着 计算 机技 术 和 Ｃ Ｄ技术 的发 展 ， Ｆ 三
（ ｃｏ ｌｆｅｅ ｙａ ｐｗ ｒ ｎｉ ｅ ｎ ，Ｕ ｉ ｒｔ ｈｎ ｈ ｉｏ ｉ ｅａｄｔ ｈｏｏｙＳ ｎｈ ｉ ０９ ，ｈｎ ） Ｓｈｏ ｎｒ ｎ ｏ ｅ ｇｎ ｒ ｇ ｎ ｅ ｉ ｏ ａｇ ａｆｒ ｃ ｎ ｎ ｃｎ ｌ ，ｈ ｇａ ２ ０ ３ Ｃ ｉ ｏ ｇ ｄ ｅ ｅ ｉ ｖ ｓｙ ｆＳ ｓｅ ｃ ｅ ｇ ａ ａ
取值 ， 大小分别为 Ｏ０ ５ 、． ％、 ．％和 ２Ｏ ， 其 、 ．％ １０ １５ ．％ 其它计算参 数不 变。通过 对计 算结果 的对 比分析 ， 究 研
叶顶间隙变化 对总体性 能的影响 。结果表 明， 叶顶 间隙变化 对轴流风扇性 能有较大影响 ， 随着 叶顶 间 隙的 增
大， 效率、 压减 小。 其 全