多翼离心风机双圆弧叶片设计及其性能优势分析 被引量：3

1

作者 蒋博彦 施旭娜 +3 位作者 肖千豪 李斌 王军 司巧玲 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第8期795-802,共8页

在限定直径下对某吸油烟机用多翼离心风机的单圆弧叶片进行双圆弧改型,研究了加、减速2种双圆弧叶型对风机性能的影响,并对单双圆弧叶型各自的性能优势展开对比分析.通过计算流体力学数值预测不同叶型方案的整机风压及效率,确定单圆弧... 在限定直径下对某吸油烟机用多翼离心风机的单圆弧叶片进行双圆弧改型,研究了加、减速2种双圆弧叶型对风机性能的影响,并对单双圆弧叶型各自的性能优势展开对比分析.通过计算流体力学数值预测不同叶型方案的整机风压及效率,确定单圆弧叶片进口安装角的最佳取值区间应在最小冲击损失设计的基础上预设20.0°~30.0°冲角,而综合风机压力和效率,单圆弧叶片出口安装角的最佳取值为165.0°~173.0°.对于进口安装角匹配不佳的单圆弧叶片,采用减速型双圆弧叶片可同时提高风机压力和效率;但对于已经优选过的单圆弧叶型,则反而需向加速型双圆弧改型,风机压力小幅度提高但效率稍有降低.对比同叶片进出口角的单圆弧叶片,加速型双圆弧叶片做功重心前移的同时,吸力面二次分离得到抑制;其叶道更难被蜗舌回流贯穿,有利于风机小流量工况下的气动性能. 展开更多

关键词 多翼离心风机 双圆弧叶片 叶片设计 数值计算 气动性能

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进口结构参数对微型高速多翼风机的性能数值分析和实验研究

2

作者 谢金泉 王军 +2 位作者 蒋博彦 肖千豪 高向正 《风机技术》 2023年第5期16-21,共6页

用于笔记本电脑的微型高速多翼风机系统,存在风量与风压不能完全匹配而影响笔记本电脑高速运行时的散热效果。本研究采用数值分析与实验研究相结合的方法,在不改变风机其它结构参数的情况下,设计了5种不同上进风口直径的方案,详细分析... 用于笔记本电脑的微型高速多翼风机系统,存在风量与风压不能完全匹配而影响笔记本电脑高速运行时的散热效果。本研究采用数值分析与实验研究相结合的方法,在不改变风机其它结构参数的情况下,设计了5种不同上进风口直径的方案,详细分析了不同上进风口结构参数对微型离心风机内部流动特征和气动性能的影响。研究结果表明:上进风口直径对风机的性能影响程度较大,适当增大上进风口直径,能够改善进气条件,提升风机的气动性能。当上进口直径与叶轮内径之比为0.96时,风机的气动性能最优。继续增大上进风口直径,风机进口气流对叶道内的流动的扰动加剧,风机性能有所下降。相比于原型机,采用较优进口结构的风机最大风量提升了4.8%。在1.915m^(3)/h工况下,静压提升19.6%。 展开更多

关键词 多翼离心风机 微型 笔记本电脑 进口直径 气动性能

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基于正交试验的多翼离心风机气动性能优选 被引量：11

3

作者 肖千豪 蒋博彦 +2 位作者 王军 申志贤 吴灵辉 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第9期47-50,共4页

叶轮和蜗壳是多翼离心风机的核心部件,其结构参数和相互匹配关系对风机的气动性能有着重要的影响。本文基于正交试验的方法,通过方差分析,确定了叶片出口角β2、叶轮切割深度H、蜗壳偏移量L这3个参数以及交互作用对多翼离心风机气动性... 叶轮和蜗壳是多翼离心风机的核心部件,其结构参数和相互匹配关系对风机的气动性能有着重要的影响。本文基于正交试验的方法,通过方差分析,确定了叶片出口角β2、叶轮切割深度H、蜗壳偏移量L这3个参数以及交互作用对多翼离心风机气动性能的影响程度,以最大静压为主要的优化目标对风机气动性能进行优选。研究结果表明:蜗壳偏移量L对风机的气动性能影响程度最大,优选后风机与原机相比,其最大静压提高了31.6%,最大流量增加了0.3 m^3/min。 展开更多

关键词 多翼离心风机 正交试验 蜗壳偏移 叶轮切割

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蜗壳与叶轮相对位置对多翼离心风机性能的影响 被引量：10

4

作者 蒲晓敏 王军 +1 位作者 肖千豪 丁炎炎 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第8期50-56,共7页

为探索蜗壳与叶轮轴向相对位置对多翼离心风机气动性能的影响,在保持其它参数不变的情况下,分别对仅改变蜗壳前端面与叶轮前盘间距、仅改变蜗壳后端面与叶轮后盘间距的改造风机进行数值计算,然后选取2个阶段中性能较好的方案进行组合从... 为探索蜗壳与叶轮轴向相对位置对多翼离心风机气动性能的影响,在保持其它参数不变的情况下,分别对仅改变蜗壳前端面与叶轮前盘间距、仅改变蜗壳后端面与叶轮后盘间距的改造风机进行数值计算,然后选取2个阶段中性能较好的方案进行组合从而确定最佳的蜗壳与叶轮轴向相对位置。研究结果表明:当叶轮出口宽度和蜗壳总宽度的相对值为0.81时其气动性能最佳,与原风机相比,效率提高了2.34%,静压提高了3.61%,噪声下降0.75dB。 展开更多

关键词 多翼离心风机 蜗壳 叶轮 轴向相对位置 气动性能

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基于回归Kriging代理模型的吸油烟机用多翼离心风机优化 被引量：6

5

作者 诸永定 肖千豪 +1 位作者 吴灵辉 王军 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期62-67,96,共7页

为提高风机系统的最大风量来达到吸油烟机性能改善的目的,采用一种代理模型方法对多翼离心风机的叶轮进行优化设计.确定多翼离心风机的关键参数:叶片出口角β_(2)、叶片最大弯曲度f和叶片出口位置Δφ及其参数变化范围,利用最优拉丁超... 为提高风机系统的最大风量来达到吸油烟机性能改善的目的,采用一种代理模型方法对多翼离心风机的叶轮进行优化设计.确定多翼离心风机的关键参数:叶片出口角β_(2)、叶片最大弯曲度f和叶片出口位置Δφ及其参数变化范围,利用最优拉丁超立方试验设计方法生成44组样本.结合高可信度的计算流体力学构建能准确反映3个设计变量与最大风量之间关系的回归Kriging模型,利用遗传算法对其进行寻优,并采用最小化代理模型预测(MSP)的加点准则达到优化收敛条件.研究结果表明:构建的回归Kriging模型能准确反映设计参数与最大风量的映射关系.对最优的叶轮设计参数进行模型试验,显示优化后的叶轮使得油烟机最大风量提高了4.4%,并且在多个工况下风量和效率均有一定程度提高. 展开更多

关键词 多翼离心风机 油烟机 计算流体力学 代理模型 回归Kriging模型

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叶轮与蜗壳的相对位置对离心风机性能的影响 被引量：6

6

作者 詹婷军 王军 +1 位作者 李艺铭 肖千豪 《风机技术》 2020年第4期11-15,共5页

在原风机的基础上调整叶轮在蜗壳内的安放位置,采用正交试验方法,耦合叶轮在X轴,Y轴,Z轴三个方向上移动的距离为x,y,z三个因素,通过正交表确定试验方案。利用Fluent数值模拟软件,对各方案风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。研究... 在原风机的基础上调整叶轮在蜗壳内的安放位置,采用正交试验方法,耦合叶轮在X轴,Y轴,Z轴三个方向上移动的距离为x,y,z三个因素,通过正交表确定试验方案。利用Fluent数值模拟软件,对各方案风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。研究结果表明,原风机叶轮安放位置不合适,使得蜗壳与叶轮的适配性较差,蜗壳流道内存在着较大的速度梯度,且二次流旋涡的强度较大。叶轮位置经过调整后可以有效减小蜗壳流道内的速度梯度和二次流旋涡,风机在设计工况下的效率提高了1.26%。 展开更多

关键词 离心风机 叶轮 蜗壳 相对位置 正交试验

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基于面心立方设计的多翼离心风机性能优化 被引量：2

7

作者 施旭娜 吴宁一 +2 位作者 吴灵辉 肖千豪 王军 《风机技术》 2022年第4期16-21,共6页

为提高油烟机的气动性能,基于计算流体力学(CFD)的方法对其内置的多翼离心风机进行多工况优化设计。选取叶轮进口角β_(1)、叶轮出口角β_(2)、蜗舌相位角φ和蜗舌半径R这四个设计参数,以最大流量和最高效率工况下的风机静压和风机效率... 为提高油烟机的气动性能,基于计算流体力学(CFD)的方法对其内置的多翼离心风机进行多工况优化设计。选取叶轮进口角β_(1)、叶轮出口角β_(2)、蜗舌相位角φ和蜗舌半径R这四个设计参数,以最大流量和最高效率工况下的风机静压和风机效率为优化目标,采用面心立方设计方法进行四因素三水平的抽样来获取一组样本数据,并结合响应面模型和单纯形算法求得约束范围内的最优解。研究表明,优化后的叶轮靠近蜗舌上游区域的出口速度明显增大,蜗壳出口段扩压能力增强,风机静压最大提升幅度接近10Pa,全压效率在两工况下提升幅度在1.2%~2.4%之间。 展开更多

关键词 多翼离心风机 面心立方试验设计 响应面模型 多目标优化

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基于遗传算法的轴流风机后导叶匹配性优化 被引量：2

8

作者 凌杰达 王军 +2 位作者 丁炎炎 肖千豪 王华 《风机技术》 2021年第5期33-37,I0006,I0007,共7页

利用多岛遗传算法(MIGA)在高度非线性优化问题上的强大全局寻优能力,结合椭球基(EBF)神经网络近似模型,通过翼型弯曲角、叶片安装角、翼型弦长、轴向间隙四个设计参数变化下的CFD三维数值模拟,得到了一种可自动对单级轴流风机后导叶进... 利用多岛遗传算法(MIGA)在高度非线性优化问题上的强大全局寻优能力,结合椭球基(EBF)神经网络近似模型,通过翼型弯曲角、叶片安装角、翼型弦长、轴向间隙四个设计参数变化下的CFD三维数值模拟,得到了一种可自动对单级轴流风机后导叶进行优化设计的方法。结果表明,后导叶叶片安装角对风机全压影响较大,叶片安装角和弯曲角的变化减小了导叶进口气流负攻角,消除了原后导叶压力面的气体回流与涡旋。优化后的导叶压力面的流动得到改善,使风机全压提高了6.73%。 展开更多

关键词 多岛遗传算法 后导叶优化 椭球基神经网络 轴流风机

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多翼离心风机叶片参数化及多目标优化研究 被引量：15

9

作者 肖千豪 王军 +2 位作者 蒋博彦 丁炎炎 杨伟刚 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2977-2981,共5页

针对吸油烟机用多翼离心风机叶片多目标优化设计,提出一种二次非均匀B样条曲线的叶型参数化方法。采用4个控制点确定B样条曲线的方式对叶片的出口角、叶型的弦长和叶型的最大弯曲度进行控制,可以有效避免不合理叶型。使用Matlab软件调... 针对吸油烟机用多翼离心风机叶片多目标优化设计,提出一种二次非均匀B样条曲线的叶型参数化方法。采用4个控制点确定B样条曲线的方式对叶片的出口角、叶型的弦长和叶型的最大弯曲度进行控制,可以有效避免不合理叶型。使用Matlab软件调用相应的批处理文件,实现叶轮的自动建模和网格划分。结合最优拉丁超立方试验设计方法和CFD数值计算生成44组多目标优化的样本空间,建立能准确反映设计变量与优化目标之间响应关系的Kriging近似模型,并利用存档微遗传算法对其进行多目标优化。研究结果表明:与原型机相比,优化后的叶轮出口的径向速度明显增大、蜗壳内部流动损失减小,吸油烟机系统在多个工况下的流量和效率均有提高。 展开更多

关键词 B样条曲线 多翼离心风机 叶片参数化 多目标优化

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尺寸限制下的多翼离心风机蜗壳型线设计 被引量：5

10

作者 王军 肖千豪 +1 位作者 蒋博彦 吴灵辉 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期1-5,共5页

为解决切割蜗壳型线造成多翼离心风机气动性能下降的问题,采用七个控制点构成的二次非均匀B样条(NUQBS)曲线表征蜗壳型线的扩张规律,并布置两个相近的控制点满足风机尺寸要求.为减少数值模拟的计算量,利用最优拉丁超立方试验设计方法,... 为解决切割蜗壳型线造成多翼离心风机气动性能下降的问题,采用七个控制点构成的二次非均匀B样条(NUQBS)曲线表征蜗壳型线的扩张规律,并布置两个相近的控制点满足风机尺寸要求.为减少数值模拟的计算量,利用最优拉丁超立方试验设计方法,对控制点的3个设计变量进行空间采样.用径向基函数(RBF)神经网络模型建立设计变量与优化目标之间的响应关系,使用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对其进行多目标优化.研究结果表明:RBF神经网络模型能准确预测设计变量与风机流量和效率之间的关系;优化后的蜗壳改善了风机内部流动状态,扩大了叶轮的做功范围;与原型机相比,风机的最大流量增大1.12 m^3/min,效率提高4.4%,气动噪声降低1.72 dB. 展开更多

关键词 多翼离心风机 B样条曲线 蜗壳型线 多目标优化 数值模拟

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多翼离心风机蜗壳小型化设计数值研究 被引量：5

11

作者 蒋博彦 肖千豪 +2 位作者 杨筱沛 诸永定 王军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期175-182,共8页

为减小多翼离心风机蜗壳小型化过程中对风机气动性能造成的损失,在蜗壳单侧切割的基础上,提出一种等比例组合式切割策略。以某烟机用多翼离心风机的螺旋形蜗壳为研究对象,对相等宽度缩减率下基于该组合式切割法所得方案、单侧切割方案... 为减小多翼离心风机蜗壳小型化过程中对风机气动性能造成的损失,在蜗壳单侧切割的基础上,提出一种等比例组合式切割策略。以某烟机用多翼离心风机的螺旋形蜗壳为研究对象,对相等宽度缩减率下基于该组合式切割法所得方案、单侧切割方案、收缩型方案以及原型机展开数值模拟,并对不同方案的内流及全工况气动性能展开详细对比分析。结果表明各小型化策略对风机不同流量工况下压力和效率的影响不尽相同,其中组合式切割策略可有效削弱单侧切割深度过大对风机性能的负面影响,对应方案的气动性能在所有蜗壳小型化方案中综合最佳。与蜗壳型线曲率连续的收缩型方案相比,该组合式切割所得型线非连续方案的叶轮效率、蜗壳静压转换能力相对于原型机的降幅反而更小,具有明显性能优势。 展开更多

关键词 多翼离心风机 蜗壳 小型化设计 数值计算 气动性能

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