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3數(shù)值計(jì)算方法石家莊風(fēng)機(jī)內(nèi)部不可壓縮定常流場(chǎng)采用Fluent軟件來(lái)求解，湍流模型采用RNG h模型，近壁區(qū)采用增強(qiáng)型壁面函數(shù)法處理，對(duì)流項(xiàng)離散采用二階迎風(fēng)差分格式進(jìn)行，擴(kuò)散項(xiàng)離散采用二階中心差分格式進(jìn)行，速度一壓力耦合采用SIMPLE算法求解，同時(shí)給定進(jìn)口大氣壓力、出口靜壓邊界條件．石家莊風(fēng)機(jī)為雙進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，為了減少網(wǎng)格數(shù)目，僅需模擬軸盤對(duì)稱的1／2石家莊風(fēng)機(jī)區(qū)域，計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格總數(shù)約650萬(wàn)．
4.實(shí)驗(yàn)與數(shù)值結(jié)果及其分析．1D=30。時(shí)改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的性能圖4是口=30。時(shí)改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)在變轉(zhuǎn)速工況下的相對(duì)性能圖譜．從圖中可以看出，實(shí)驗(yàn)中存在著不增加石家莊風(fēng)機(jī)噪聲卻明顯提高石家莊風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的結(jié)構(gòu)，也存在著氣動(dòng)性能不變但石家莊風(fēng)機(jī)噪聲明顯降低的結(jié)構(gòu)．當(dāng)e。=O．067、e2=O．033時(shí)，Q在變轉(zhuǎn)速工況范圍內(nèi)提高了9．o％～11．o％，呀提高了2．5％～3．7％，噪聲降低了O．4～O．6 dB；當(dāng)￡l=0．067、￡2—0．067時(shí)，Q在變轉(zhuǎn)速工況范圍內(nèi)提高了2．5％～6．0％，17提高了O．6％～1．4％，噪聲降低了1．2～1．5扭從總體上看，各實(shí)驗(yàn)方案的石家莊風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能均有所改善，但石家莊風(fēng)機(jī)噪聲卻有升有降．
4．2口=0。時(shí)改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的性能圖5是口一O。時(shí)，改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)相對(duì)性能隨轉(zhuǎn)速變化的示意圖．從圖中可看出，￡1—0．067、￡2一O．067方案更有利于提高石家莊風(fēng)機(jī)的性能，此時(shí)，Q在變轉(zhuǎn)速工況范圍內(nèi)提高了8．8％～12．8％，刁提高了1．7％～4．6％，噪聲降低了O．4～0．6 dB．該結(jié)果與日一30。時(shí)相同，各方案下改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能均有所改善，但石家莊風(fēng)機(jī)噪聲卻有升有降．
4．3口=330。時(shí)改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的性能圖6是口一330。時(shí)，不同結(jié)構(gòu)下改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的性能與轉(zhuǎn)速的關(guān)系．從圖中可以看出：相比于口一30。及口=O。的方案，口=330。時(shí)改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能均有所改善，但噪聲增大；在橢圓形集流器下，偏心角對(duì)石家莊風(fēng)機(jī)的綜合性能有較大的影響．4．4結(jié)果分析表3列出了18種方案中的3個(gè)最佳方案及其在變轉(zhuǎn)速工況下的相對(duì)性能．從表中可以看出，石家莊風(fēng)機(jī)的最佳性能均在￡1=O．067時(shí)取得．當(dāng)口一30。、￡，=e：=o．067時(shí)，石家莊風(fēng)機(jī)噪聲明顯降低，而氣動(dòng)性能不變；當(dāng)日=30。、￡】=O．067、￡2=O．033以及口=0。、￡】一￡2=O．067時(shí)，石家莊風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能大大提高，噪聲不變．圖7是表3方案下集流器出口截面與葉輪相對(duì)位置的示意圖．8是口=30。、e】=ez=o．067時(shí)，改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)與原石家莊風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速下的噪聲頻譜圖．從圖中可以看出，原石家莊風(fēng)機(jī)基頻噪聲較小，主要噪聲分量集中在O．4～7 kHz附近．在基頻659 Hz處，改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的聲壓級(jí)有所降低；在1 kHz附近及在3～7 kHz頻段，改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的聲壓級(jí)均有所降低，表明石家莊風(fēng)機(jī)的總噪聲得到了控制．進(jìn)一步對(duì)原石家莊風(fēng)機(jī)以及口一o。、e】=e2=o．067時(shí)的改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬．表4是石家莊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1 100 r／min時(shí)，原石家莊風(fēng)機(jī)與改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比．從表中可以看出，數(shù)值模擬誤差較大(由于研究對(duì)象(石家莊風(fēng)機(jī))的壓力很低(全壓小于70 Pa)，所以數(shù)值模擬難度較大)，這也是目前國(guó)內(nèi)外對(duì)該類石家莊風(fēng)機(jī)進(jìn)行研究時(shí)普遍遇到的問(wèn)題，但仍可用數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)流動(dòng)進(jìn)行定性分析[9]．模擬結(jié)果表明，改進(jìn)石家莊風(fēng)機(jī)的流量增加了，這與實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果相同，因此本文采用數(shù)值模擬結(jié)果定性地解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果．