谢军龙
,
汪学军
,
伍光辉
,
董亚龙
,
吴克启
工程热物理学报
粒子成像测速仪(PIV)技术是一种测量叶轮机械内部流场的有效手段.本文利用对开式前缘弯掠轴流风扇进行PIV实验,捕捉到了开式轴流风扇的叶尖涡.实验结果表明,叶尖涡产生于叶顶前缘的吸力面,其涡核沿一条与旋转方向相反的斜线延伸,一直到转子下游出口.PIV实验数据和CFD内流计算结果吻合良好.本实验为改善风扇性能和认识其内流机制提供了可靠的实验依据.
关键词:
前缘弯掠
,
开式轴流风扇
,
PIV
,
叶尖涡
王嘉冰
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型,对只在叶轮尾缘带有导流罩的低压轴流风扇进行了三维稳态内流模拟,详细分析了叶顶流场中叶尖涡的产生和发展轨迹.研究结果表明,叶尖涡在距叶尖前缘约1/4叶顶轴向弦长的吸力面附近形成,在叶轮出口附近消失,在切向约占3/4流道,近似形成一个涡环,阻塞主流.在回转面上,叶尖涡涡核先沿流线方向发展,在导流罩附近逐渐转为切向方向发展;在径向方向,叶尖涡先沿外径方向发展,在导流罩附近转向内径方向移动.空调室外机系统的不对称结构引起叶尖涡在叶轮旋转过程中的相对位移.流量的变化对叶尖涡的轴向位置影响较大,而对其径向位置的影响不明显;小流量时叶尖涡的轴向移动能力减弱,切向移动能力增强,消失位置向前缘方向移动.
关键词:
叶尖涡
,
内流场
,
轴流风扇
,
数值模拟
高志鹰
,
汪建文
,
东雪青
,
韩晓亮
,
白杨
,
由志刚
工程热物理学报
在风洞开口实验段,针对不同尖速比应用PIV技术对风轮附近1/3圆周内的瞬时速度场进行测试.随着尖速比的增加,叶尖涡运动的径向位移增大,涡流诱导效应区域半径扩大,使整体尾迹半径增大;同时,尖速比增加使尾迹轴向速度亏损增大,叶尖涡运动的轴向位移减小.叶尖涡诱导效应与风轮旋转的相互作用使风轮附近形成强速度梯度区域,诱导效应延伸到风轮上游,激励叶片产生不同的振动形态,使叶片上脱落的叶尖涡结构在尾迹中出现波动,越向下游运动波动越强烈.通过叶尖涡核位置平均发现,在10°～120°方位角尾迹区域内,涡核运动轨迹与方位面交点的连线近似为直线,且该线的斜率随着尖速比的增加而增大.
关键词:
水平轴风力机
,
尾迹
,
叶尖涡
,
涡量
杨振涛
,
汪建文
,
东雪青
,
高志鹰
,
罗坤
,
张立茹
工程热物理学报
本文利用三维PIV测速技术,在B1/K2直流式低速风洞开口段,对小翼对风力机叶尖涡三维运动轨迹的影响展开研究.实验发现,S型小翼对叶尖涡的打散程度大于V型小翼.加装小翼后,使得叶尖涡运动轨迹螺距减小,同时叶尖涡的径向运动距离增加,向外迁移的程度增加.在额定工况下,小翼影响的因素包括风力机功率系数、叶尖涡运动轨迹形态、叶尖涡的强弱,其中小翼对叶尖涡运动轨迹向外迁移的程度和螺距的减小程度占主导因素,小翼对叶尖涡打散程度占次要因素.
关键词:
三维PIV
,
叶尖涡
,
叶尖小翼
,
三维涡量
,
运动轨迹螺距
代元军
,
汪建文
,
赵虹宇
,
吴伟民
,
张立茹
工程热物理学报
保证额定来流风速10 m/s不变,在不同尖速比条件下,利用声阵列法对S系列翼型风力机的叶尖区域噪声进行了测试.结果表明:风轮在旋转过程中,风力机叶尖辐射噪声频谱在200 Hz以下主要是由叶片旋转基频及其谐波构成的离散噪声叠加在宽频噪声上而组成的,而在200 Hz左右至600 Hz则是由叶片旋转产生的叶尖涡脱落频率以及风洞动力风扇的二次谐波构成的.随着尖速比的增加叶尖涡的脱落频率在增大,旋转基频声压级在叶片相对半径为o.57处的辐射噪声最大,且随着向叶尖移动,噪声逐渐减小.距离风轮旋转平面的轴向方向x=10～60 cm之间辐射噪声衰减较快,在x=60～100cm之间衰减较慢.发现了叶尖涡的运动轨迹,叶尖涡是逐渐的向外迁移.
关键词:
风力机
,
叶尖区域
,
声阵列
,
声压级
,
叶尖涡
王军
,
王兴双
,
邱鑫
,
姚瑞锋
工程热物理学报
本文采用三维Navier-Stokes方程、k-ε方程湍流模型和SIMPLE算法,对基于多部件耦合的空调器轴流风扇叶尖涡的三维流动特性进行了数值分析.结果表明:叶尖涡发生于叶顶吸力面附近距离叶顶弦长28%左右的位置,沿着与叶轮旋向相反的圆周方向,向相邻叶片的压力面发展,并且在距离叶片叶顶弦长45.5%的位置开始耗散,最后消失在风扇出口导流罩边壁的压力面附近.
关键词:
轴流风扇
,
叶尖涡
,
数值模拟
,
空调器
谢军龙
,
游斌
,
吴克启
工程热物理学报
本文采用三维Navier-Stokes方程、k-ε两方程湍流模型和SIMPLE算法,对空调用前缘弯掠开式斜流风扇转子叶尖涡的三维流动特性进行了数值分析与PIV实验测量.结果表明:沿子午面流动的主气流与从叶顶外侧吸入的气流之间的卷吸作用导致在吸力面叶顶区域产生了叶尖涡.叶尖涡从25%叶顶弦长位置到50%弦长位置不断发展,同时沿吸力面向下游移动;叶尖涡随后逐渐向压力面移动;叶尖涡从75%叶顶弦长位置至转子下游逐渐耗散,沿着一条与叶轮旋向相反的斜线向转子下游发展,大致持续到转子下游65%叶顶弦长位置.计算结果和PIV的实测结果吻合,表明用CFD工具可以预测流场,同时为前缘弯掠开式斜流转子在大型中央空调室外机上的应用和风机系统的优化设计及其降噪提供了重要的内流数据.
关键词:
叶尖涡
,
前缘弯掠
,
斜流风扇
,
数值分析
,
PIV
