贯流风机的数值模拟(毕业论文封面+毕业论文致谢) 第8页
§5.2.2 计算结果及分析
如图5-6为双叶轮风机系统的压力场。对于每一个风机叶轮附近的压力场来说，其与单叶轮风机的压力场基本相同。出口处靠近蜗舌的地方存在一个很明显的低压中心，在此处也将产生回流。
图5-6 双风机系统的等压力线图
然而对于左右完全对称的模型（其边界条件也是完全对称的），其流场却不是稳定的，偏向某一个方向。在两个叶轮中间，其等压力线产生了弯曲和变形，这是引起不稳定的主要区域。在速度矢量图中，左右叶轮附近的流场基本相同，与单叶轮风机的情况也基本一样。图5-7只给出了右轮附近的流场。很明显能看到和单叶轮风机一样的回流区，在入口处远离蜗舌的边界处也有一个回流区，由于此回流区的存在，阻碍了气流由此处流进风机叶轮。气流绝大部分是由靠近蜗舌处一侧的叶轮部分流入的。但在两轮的中间部分产生了非稳定性。如图5-8所示，在两轮中间，靠近右轮的中上部，有一个比较小的速度涡，使得有一部分气流由左轮流向右轮，导致了非稳定性。在实验中，也明显的发现了非稳定性。在做双叶轮风机的烟气实验中，把发烟器的出口放到两叶轮之间的中上部，发现烟气一会偏向左轮，一会偏向右轮，出现周期性的左右摆动。但其流动性比较差，在此处停留的时间较长（见图5-9）。如果把发烟器的出口放到某一叶轮的上方，则其流动与单风机时一样，穿过叶轮流出（见图5-10）。虽然有非稳定性，但其两侧出口的流量差别还是比较小的。在数值计算中，左侧出口的流量为： ，右侧出口的流量为： 。
图5-7 右轮附近的速度矢量图
图5-8 两轮中间部分的速度矢量图
图5-9 发烟器出口在中间 图5-10 发烟器出口在左轮上方
由计算所得的流场图像，非稳定性是由于在两个叶轮中间存在着两个叶轮的相互影响区域，，如果把这个区域排除掉，那么流场就应该是比较稳定的了。计算和实验结果都证明了这一点。如图5-11、5-12，原双叶轮风机的模型中，在两个叶轮中间加了一个竖板，正好能把两轮的相互影响区分开。计算结果就有了很强的稳定性，其流场的左右对称性也有了很大的改善，这就证明了以上关于非稳定性的分析是正确的。实验中此种现象也是很明显的。
对于双叶轮风机的应用，有时并不需要两个叶轮同时转。在一个叶轮转动时，其流场的情形，及左右出口流量的关系也是厂家很关心的。在左轮转时，右侧出口不加挡板，则气流由右侧出口的损失大小是多少。计算结果表明，其损失量很少，而且其流场与单叶轮风机时基本相同。
图5-11 中间加了竖板的等压力线图
图5-12 中间加了竖板的速度矢量图
图5-13 只有左轮旋转时的等压力线图
如图5-13、5-14所示，只令其左轮旋转，右轮保持静止。可以很清楚地看到，气流绝大部分都流向了左侧的出口，和单叶轮风机的流场基本上是相同的。右轮的存在不会对左轮旋转产生的流场，有很大的影响，满足工业上的要求。
由fluent直接读取其流量值，在此种工作条件下，左侧出口的流量为： ，右侧出口的流量为： 。很明显可以看出只有极小一部分的气流从右侧出口流出，保证风机能正常工作。
图5-14 只有左轮旋转时的速度矢量图
§5.3 小结
根据以上的计算结果及实验结果，表明可以应用双叶轮风机系统解决空调上下两个方向的送风问题。采用双叶轮风机系统，能保证对空调流量的要求。而且也可以根据送风量的要求，只让其中一个叶轮转动，成为单叶轮风机的模式。
双叶轮风机模型是一个比较有新意的设计模型，目前的还没有空调厂家对此进行生产，还在摸索和研究。随着风机理论的进一步研究，双叶轮风机模式的空调器将会在空调领域占有一席之地。