流体力学结课论文-离心通风机气体流动的流体力学分析

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离心通风机气体流动的流体力学分析 : 本文从流体力学的角度进行了详尽的分析研究，介绍了风机的选型对抽风 摘要 量的影响，探讨了管路系统中的摩擦阻力、局部阻力、风管直径大小、弯头的曲 率半径等对风量风压的影响；同时介绍了离心风机特性、抽风系统的管网特性， 管网中实际阻力与风机额定风压及风量的关系；应用计算流体力学软件FLUENT 对4-73№10D离心式通风机内部的三维气体流动进行了数值模拟分析，重点分 析了各个部分的压强和速度分布。 管网特性；离心式通风机；三维数值模拟；压力场；流场 关键词： 1 引言 由于通风机流场的试验测量存在许多难，使得数值模拟成为研究叶轮机械流 场的一种重要手段。随着计算流体力学和计算机的快速发展，流体机械的内部流 GuoKim 场研究有了很大的进展，从二维、准三维流动发展到全三维流动。和 RANSCarolus 用定常和非定常的三维方法分析了前向离心通风机流动情况；和 StremelCFXMeakhail 通过针对风机进风处的湍流分析得出压强和噪声的关系； PIVCFX 等利用试验方法和模拟相结合的方法对叶轮区域进行了分析。但是很 多的研究者都是选取某一个流道或单元作为研究对象，从而忽略了蜗壳的非对称 性导致流动的非轴对称性，或者把实际风机模型简化无法得到真正的内部流场。 FLUENT6.34-73№10D 本文运用商业软件，对离心式通风机在设计工况下进行 定常三维流动数值模拟，捕捉内部流动现象，揭示风机流动实际情况，为风机的 进一步改进，扩大运行工况提供理论依据。 2 抽风系统的流体力学分析 2.1 摩擦阻力对抽风量和风压的影响 空气沿通风管道内流动时会产生两类阻力，一是由空气和管壁间的摩擦所造 成的摩擦阻力（又称沿程阻力）；二是空气经过风管内某些部件（如弯头、三通、 吸风罩、蝶阀等）时发生方向和速度的变化以及产生涡流等原因而产生的局部阻 力。圆形风管单位长度的摩擦阻力可按下式计算： Pmr——Pa/m 式中：圆形风管单位长度的摩擦阻力，； λ—— 摩擦阻力系数； ν——m/s 风管内空气平均流速，； 3 ρ——kg/m 空气的密度，； D——m 圆形风管的直径，。 λ 在计算这两类阻力时，通常是按照层流状态来取摩擦阻力系数的，这时，