贯流风机的数值模拟(毕业论文封面+毕业论文致谢) 第7页
第五章 双叶轮风机的数值计算与结果分析
§5.1 工业背景
随着空调工业的发展，广大的空调用户已经不再满足于，目前普通的家用壁挂式空调单向送风的现状。而是希望空调能按自己的意愿采用上下双重送风冷却，或是选择其中的一种情况。这也为降温提供了一种可以考虑的选择。
为满足广大空调用户的这种要求，空调厂家采用以下几种解决方法：
一种是：采用单风机的形式，只是把风机叶轮的每一节作了变动，每隔一节叶轮的叶片方向就做一次翻转。采用了这样的叶轮后，当风机沿着一个方向旋转的时候，其中一部分的叶轮起作用。而当风机沿着反方向旋转时，剩下的那一部分的叶轮起作用，这样做节省了原材料和空调机的体积，但其缺点也是不言而喻的，那就是其流量将受到很大的影响。
另一种是：对风机叶轮叶片的形状作修改，这种方法也同样是采用单风机的形式。普通风机叶片的形状见图（5-1）。只有沿着某一特定的方向旋转时，此种
图5-1 普通叶型 图5-2 改进的叶片模型
叶片才起作用。而对于改进的叶片形状(见图5-2)，风机沿着任意一个方向旋转，叶片都能起作用。但这种设计也同样是存在着缺陷的。此种叶片设计形状，只考虑了气流流出叶轮时的情况，即沿着任意的旋转方向，都能保证气流顺利流出。但却忽略了对于贯流风机来说，叶片的一端既是出口，同时也是入口。此种改进的叶片，当其分叉端旋转到流道的出口方向时，为出口端。但当其分叉端旋转到入口方向时，他又变成了入口端。作为出口端这种设计是可以接受的，但作为入口端，此种设计就不利于进气，导致了流量的减少。
还有一种方法就是采用双叶轮风机模型。即在空调的室内机部分，装有两个叶轮，其叶片的方向正好相反。对于不同的出气方向，选用不同的叶轮让其旋转，就可以达到上述用户的要求。此种设计方案的缺点就是需要两个叶轮，提高了成本。但其流量是不会受到很大的影响的。随着生产原材料的降价，此种方案还是可以应用的。
下面就是对双叶轮风机系统的数值计算与结果分析。
§5.2 双叶轮风机系统的数值计算与结果分析
§5.2.1 数值计算
双叶轮风机系统模型的建立如图5-3、5-4所示。仍然采用非结构的三角形网格，建立以转子、流道和边界为类型的动、静和边界的三层网格。
图5-3 双叶轮风机系统模型
数值计算，仍然进行2D-SIMPLE方法求解，采用 湍流模型。边界条件如下给出：取空气密度 。进口和出口仍然设置为压力边界条件，水力直径： ，湍流密度： 。工作环境的压力为 。入口动压为： ，出口动压为： ，叶轮转速为： 。计算的收敛条件为：连续性： ；X、Y方向的速度： ；k： ；epsilon： 。迭代了2078步，计算结果收敛了。
图5-4 双叶轮风机模型网格的划分
图5-5 网格的局部放大