風(fēng)機葉片重疊比OL對動轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響
作者:石家莊風(fēng)機 日期:2014-12-31 瀏覽:1523
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區(qū)間內(nèi),平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)增速較快。(4)葉片重疊比OL對平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)的影響規(guī)律由圖4.10(d)可以看出平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨著重疊比OL的增大出現(xiàn)逐漸減小的趨勢,在所選取的4個重疊比值內(nèi),重疊比為0.15時平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)最大,在重疊比為O.2和0.25時平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)水平大致相同,重疊比為0.3時平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)較低,因此0.15~0.25是較為理想的重疊比分布區(qū)間。
4.2.5各結(jié)構(gòu)參數(shù)的綜合分析
根據(jù)上文所述各組Savonius風(fēng)機廠風(fēng)機葉片動轉(zhuǎn)矩系數(shù)曲線、動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的直觀分析以及平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)的直觀分析,對四個結(jié)構(gòu)參數(shù)分別進行綜合分析。(1)葉片重疊比OL:對于動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差,其較為理想的分布區(qū)間為O.25左右,對于平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù),其較為理想的分布區(qū)間為0.15~o.25,綜合考慮兩方面因素,最終選取重疊比分布區(qū)間為0.2~o.25。(2)葉片高徑比彳尸:對于動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差,其較為理想的分布區(qū)間為2.4左右,對于平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù),其較為理想的分布區(qū)間為2.4~2.8,綜合考慮兩方面因素,最終選取高徑比分布區(qū)間為2.2~2.6。(3)葉片扭角口:對于動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差,其較為理想的分布區(qū)間為60?!?0。,對于平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù),其較為理想的分布區(qū)間為1000~1200;葉片扭角a對動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差的影響程度最大,而對平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)的影響程度相對較小,且600~900區(qū)間內(nèi)葉片的平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)同樣相對較高,綜合考慮兩方面因素,同時考慮到過大的扭角會對葉片的結(jié)構(gòu)強度產(chǎn)生不利影響,最終選取扭角分布區(qū)間為600~90。。
(4)葉片弧度臼:對于動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差,其較為理想的分布區(qū)間為1400~1800,對于平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù),其較為理想的分布區(qū)間為120?!?40。;而且葉片弧度目對兩個因素的影響程度均較大,綜合考慮兩方面因素,最終選取弧度分布區(qū)間為130。~150。。值得注意的是,葉片重疊比OL和葉片高徑比爿P對于動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差和平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)影響程度相對較小,且影響規(guī)律明顯;而葉片弧度p和葉片扭角口的影響程度相對較大,因此有必要對葉片弧度p和葉片扭角a進行進一步的分析。
4.2.6各結(jié)構(gòu)參數(shù)對動轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響機理分析
葉片扭角對于葉片動轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響方式已在4.2.5節(jié)中討論過,在此不做贅述,本節(jié)主要通過對于葉片附近流場細節(jié)的分析研究葉片重疊比OL、葉片高徑比胛和葉片弧度口對葉片動轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響方式。
4.2.6.1葉片重疊比OL對動轉(zhuǎn)矩輸出性能的影響
如圖4.11所示,Savonius風(fēng)機廠風(fēng)機葉片重疊比OL對于風(fēng)機廠風(fēng)機葉片性能的影響主要體現(xiàn)在中心氣流通道截面的大小。重疊比過小,則中心氣流通道截面過小,通過截面的氣流較小,不能在葉片2凹面處形成有效的壓力,導(dǎo)致葉片2凸面和凹面壓差較大,從而產(chǎn)生的負(fù)轉(zhuǎn)矩較大,影響風(fēng)機廠風(fēng)機葉片動轉(zhuǎn)矩輸出性能;重疊比過大,則減小了葉片1的有效迎風(fēng)面積,降低了葉片1產(chǎn)生的正轉(zhuǎn)矩,同時氣流因為渦流等因素不能有效的通過中心氣流通道截面,導(dǎo)致葉片2凹面壓力分布下降,風(fēng)機廠風(fēng)機葉片整體動轉(zhuǎn)矩輸出性能下降。為了直觀地觀察葉片中心氣流通道截面的情況,在Resuhs模塊的CFD-Post中取z值為0的XY平面,顯示該面的速度矢量,得到圖4.12所示的速度矢量分布圖,圖(a)中葉片重疊比為0.15,圖(b)中葉片重疊比為0.3??梢悦黠@的看出,圖(b)中葉片通過中心氣流通道截面的速度矢量分布較圖(a)密集,通過氣流的速度矢量較大,但是其迎風(fēng)葉片的有效迎風(fēng)面積相對減小,導(dǎo)致葉片迎風(fēng)部分速度矢量分布較圖(a)稀疏,降低了迎風(fēng)葉片產(chǎn)生正轉(zhuǎn)矩的能力。因此重疊比為0.15的風(fēng)機廠風(fēng)機葉片的平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)高于重疊比為O.3的風(fēng)機廠風(fēng)機葉片。同時,中心氣流通道截面的變化會影響風(fēng)機廠風(fēng)機葉片旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)不同時刻風(fēng)場的狀態(tài),通過中心氣流通道截面的氣流會對轉(zhuǎn)矩的變化起到一定的緩沖作用,不同重疊比的葉片通過截面氣流的緩沖作用不同,從而影響不同時刻葉片動轉(zhuǎn)矩的輸出狀況,因此存在一個合適的重疊比區(qū)間,使得風(fēng)機廠風(fēng)機旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)葉片產(chǎn)生動轉(zhuǎn)矩的震蕩幅度較小,偏離這個區(qū)間,動轉(zhuǎn)矩震蕩幅度逐漸增大。本文所研究Savonius風(fēng)機廠風(fēng)機葉片在重疊比為0.25時動轉(zhuǎn)矩系數(shù)極差達到了最低點,平均動轉(zhuǎn)矩系數(shù)相對較高,因此O.25左右是較為理想的葉片重疊比區(qū)間。