高效、低噪風機的現代設計方法
來源：杭(hang)州漢克(ke)斯隔(ge)音技術工程有(you)限公司 閱讀：3214 更新時(shi)間：2008-07-24 09:57隨(sui)著現(xian)代(dai)(dai)生活對節(jie)能、環保要(yao)求日益(yi)(yi)提高，對開發(fa)高效(xiao)、低(di)噪(zao)(zao)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)呼聲(sheng)也(ye)愈益(yi)(yi)強烈(lie)，同(tong)時又(you)提出要(yao)求在(zai)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)階段就(jiu)能預估噪(zao)(zao)聲(sheng)，因(yin)為這對低(di)噪(zao)(zao)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)和(he)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)噪(zao)(zao)聲(sheng)控(kong)制都有重要(yao)意義。直到(dao)90年代(dai)(dai)初期，工(gong)程(cheng)上(shang)一直采用(yong)傳(chuan)統設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)，即用(yong)一維或二維理想(xiang)流(liu)處理加上(shang)一些(xie)設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)參(can)數的(de)經驗(yan)選擇，而不考慮風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)各個部(bu)件(jian)之間(jian)相互影(ying)響(xiang)(包括間(jian)隙(xi)影(ying)響(xiang))的(de)設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)。其中對離(li)心風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)只分(fen)別設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)葉(xie)(xie)輪、蝸殼；對軸流(liu)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)只分(fen)別設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)動(dong)葉(xie)(xie)、靜葉(xie)(xie)。雖然用(yong)這種(zhong)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)也(ye)有不少產品具(ju)有接(jie)近(jin)當時國(guo)際水(shui)平的(de)綜合(即兼顧(gu)效(xiao)率、噪(zao)(zao)聲(sheng)、工(gong)藝、尺寸、壽命(ming)、高效(xiao)工(gong)作區)性(xing)能，至今仍(reng)占領(ling)著我國(guo)的(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)市場，但這些(xie)產品的(de)開發(fa)不僅耗去大量錢財和(he)時間(jian)，而且如仍(reng)用(yong)這種(zhong)傳(chuan)統的(de)設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)，進一步提高性(xing)能的(de)潛力已很小，必須(xu)充(chong)分(fen)利用(yong)現(xian)代(dai)(dai)科(ke)技手段，全面考慮風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)內部(bu)三(san)維、粘性(xing)流(liu)動(dong)，考慮部(bu)件(jian)耦合影(ying)響(xiang)的(de)整機(ji)(ji)優化(hua)設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)，發(fa)展一種(zhong)新的(de)現(xian)代(dai)(dai)設(she)(she)(she)(she)(she)計(ji)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)。
1998年(nian)我們在中(zhong)國機(ji)(ji)械工(gong)(gong)程雜(za)志第8期(qi)發(fa)表題目(mu)為“離(li)心(xin)風(feng)機(ji)(ji)現代設(she)計(ji)(ji)方(fang)法研究(jiu)”的(de)論文，提出了(le)這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)(ji)方(fang)法的(de)雛形(xing)，當時(shi)(shi)的(de)研究(jiu)工(gong)(gong)作(zuo)得到(dao)一項國家自然(ran)科學(xue)基(ji)(ji)金的(de)支(zhi)持(項目(mu)名稱為“低比(bi)噪(zao)聲離(li)心(xin)風(feng)機(ji)(ji)科學(xue)設(she)計(ji)(ji)方(fang)法研究(jiu)”)，并和(he)北京西山風(feng)機(ji)(ji)廠共同開發(fa)7-35風(feng)機(ji)(ji)以代替(ti)原有性(xing)(xing)能優(you)良的(de)6-41風(feng)機(ji)(ji)，當時(shi)(shi)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)基(ji)(ji)礎是(shi)我們有20多(duo)年(nian)風(feng)機(ji)(ji)工(gong)(gong)程設(she)計(ji)(ji)經驗，又化了(le)三(san)年(nian)時(shi)(shi)間發(fa)展(zhan)了(le)美國NASA-CR-178818提供的(de)軟件，使它可(ke)用(yong)于離(li)心(xin)風(feng)機(ji)(ji)內(nei)部三(san)維粘性(xing)(xing)流場的(de)計(ji)(ji)算，得到(dao)的(de)風(feng)機(ji)(ji)氣動性(xing)(xing)能預估和(he)實驗結果基(ji)(ji)本(ben)符(fu)合，并用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)法已研制出一種(zhong)7-35樣機(ji)(ji)產品，性(xing)(xing)能比(bi)6-41大有改(gai)善。
近年來(lai)我們(men)(men)(men)又成(cheng)功地將(jiang)國(guo)(guo)際上流(liu)(liu)體(ti)力學數(shu)值(zhi)計(ji)算最通用的(de)(de)(de)商用軟件FLUENT用于離(li)心(xin)風機(ji)(ji)(ji)和(he)軸(zhou)流(liu)(liu)風機(ji)(ji)(ji)氣(qi)動(dong)性(xing)(xing)能(neng)預(yu)(yu)估，它在(zai)幾何(數(shu)值(zhi))建模、網格(ge)生產等(deng)前處理、計(ji)算穩定性(xing)(xing)和(he)準確性(xing)(xing)以及(ji)數(shu)據的(de)(de)(de)后處理等(deng)方面都比我們(men)(men)(men)開發(fa)的(de)(de)(de)原有程(cheng)序好很多，而(er)且我們(men)(men)(men)已經(jing)用FLUENT6.1發(fa)展到(dao)可(ke)以整機(ji)(ji)(ji)計(ji)算，即(ji)對(dui)離(li)心(xin)風機(ji)(ji)(ji)是進(jin)風口-葉(xie)(xie)輪-蝸殼一(yi)起算，并考(kao)慮進(jin)風口和(he)葉(xie)(xie)輪的(de)(de)(de)間隙；對(dui)軸(zhou)流(liu)(liu)風機(ji)(ji)(ji)是進(jin)口管道(dao)-動(dong)葉(xie)(xie)-靜葉(xie)(xie)-風室一(yi)起算，并考(kao)慮動(dong)葉(xie)(xie)和(he)管道(dao)的(de)(de)(de)間隙，因而(er)和(he)實測結果(guo)符合更(geng)好，同時(shi)還(huan)(huan)對(dui)影響(xiang)風機(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)主(zhu)要設(she)(she)計(ji)參數(shu)進(jin)行優(you)(you)(you)(you)化(hua)設(she)(she)計(ji)，分析它們(men)(men)(men)的(de)(de)(de)影響(xiang)，形成(cheng)了(le)比較(jiao)完整的(de)(de)(de)現代(dai)設(she)(she)計(ji)方法，用此方法不僅發(fa)展了(le)7-35三種(zhong)替代(dai) 6-41的(de)(de)(de)優(you)(you)(you)(you)秀樣機(ji)(ji)(ji)，還(huan)(huan)為(wei)美(mei)國(guo)(guo)GE公司(si)開發(fa)了(le)二種(zhong)用于空(kong)調(diao)的(de)(de)(de)離(li)心(xin)風機(ji)(ji)(ji)，性(xing)(xing)能(neng)優(you)(you)(you)(you)秀，獲得(de)好評，還(huan)(huan)為(wei)美(mei)國(guo)(guo)某(mou)風機(ji)(ji)(ji)公司(si)預(yu)(yu)估三種(zhong)軸(zhou)流(liu)(liu)風機(ji)(ji)(ji)氣(qi)動(dong)性(xing)(xing)能(neng)，為(wei)德國(guo)(guo)和(he)日本公司(si)預(yu)(yu)測離(li)心(xin)風機(ji)(ji)(ji)氣(qi)動(dong)性(xing)(xing)能(neng)，還(huan)(huan)為(wei)國(guo)(guo)內西山風機(ji)(ji)(ji)廠開發(fa)帶靜葉(xie)(xie)的(de)(de)(de)消排軸(zhou)流(liu)(liu)風機(ji)(ji)(ji)，為(wei)鞍山風機(ji)(ji)(ji)二廠開發(fa)了(le)多種(zhong)大型流(liu)(liu)化(hua)床鍋爐(lu)風機(ji)(ji)(ji)等(deng)，整機(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)能(neng)預(yu)(yu)估均和(he)實驗結果(guo)符合很好。在(zai)設(she)(she)計(ji)工(gong)(gong)況的(de)(de)(de)全(quan)壓或靜壓誤(wu)差(cha)小于3-5%，效率誤(wu)差(cha)小于2-3%。這(zhe)種(zhong)優(you)(you)(you)(you)化(hua)的(de)(de)(de)現代(dai)設(she)(she)計(ji)方法即(ji)將(jiang)在(zai)美(mei)國(guo)(guo)暖通和(he)空(kong)調(diao)工(gong)(gong)程(cheng)師(shi)協會(hui)主(zhu)辦的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)雜志- The ASHRAE(America Societyof Heating,Refrigeratingand Air-Conditioning Engineers) Research Journal發(fa)表，題目是 “Numerical SimulationofFlowFieldfora Whole Centrifugal Fanand Analysisofthe Effectsof BladeInlet AngleandImpeller Gap”。本文將(jiang)以離(li)心(xin)風機(ji)(ji)(ji)為(wei)例，略為(wei)詳細地介紹這(zhe)種(zhong)現代(dai)設(she)(she)計(ji)方法及(ji)其應用的(de)(de)(de)部分主(zhu)要成(cheng)果(guo)。
本文另(ling)一內容(rong)是(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)預(yu)(yu)估，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)當(dang)今(jin)最熱(re)門也(ye)(ye)是(shi)(shi)(shi)難(nan)(nan)度極大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)課題，雖然現(xian)在對風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源已有共(gong)識(shi)，也(ye)(ye)就是(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)葉(xie)輪(lun)和(he)(he)(he)靜止部件(jian)相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)散噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(又(you)稱葉(xie)片通過頻(pin)(pin)率(lv)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，對離(li)(li)(li)心(xin)(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)來說就是(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)舌噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)) 和(he)(he)(he)由(you)于來流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)湍流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)、物面邊界層中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)湍流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)及物面分(fen)離(li)(li)(li)脫體流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動和(he)(he)(he)間隙二次流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)寬帶噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(又(you)稱旋(xuan)(xuan)渦(wo)(wo)或湍流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng))。從氣(qi)動力噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)理論(lun)來看，主(zhu)要是(shi)(shi)(shi)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)各部件(jian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)定(ding)常(chang)力造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶極子(zi)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源，其它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)片厚度造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)極子(zi)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源和(he)(he)(he)旋(xuan)(xuan)渦(wo)(wo)區中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)四(si)極子(zi)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)源均可(ke)不(bu)考慮。但即(ji)便(bian)如此，由(you)于受到(dao)當(dang)前(qian)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)(he)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展限制，這(zhe)種湍流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)動中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)定(ding)常(chang)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)還十分(fen)困難(nan)(nan)，而(er)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)場(chang)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)不(bu)僅同樣是(shi)(shi)(shi)不(bu)定(ding)常(chang)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)，而(er)且還缺乏商用(yong)(yong)軟件(jian)和(he)(he)(he)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)經驗(yan)，所以困難(nan)(nan)更大(da)，目前(qian)采用(yong)(yong)這(zhe)種嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)學(xue)方(fang)法極少，預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)結果也(ye)(ye)不(bu)理想(xiang)。我們(men)(men)在1999年(nian)成(cheng)功(gong)(gong)(gong)地(di)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)了三個不(bu)同風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)舌間隙為(wei)1%、3%和(he)(he)(he)5%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)6-41離(li)(li)(li)心(xin)(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)舌噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，預(yu)(yu)估聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)功(gong)(gong)(gong)率(lv)和(he)(he)(he)實(shi)測(ce)(ce)(ce)相(xiang)(xiang)差(cha)(cha)分(fen)別為(wei)3.3、0.5和(he)(he)(he)1.3dB(見(jian)李嵩(song)，1999清華大(da)學(xue)博士(shi)論(lun)文)，已算(suan)(suan)(suan)(suan)很(hen)成(cheng)功(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)，直(zhi)到(dao)現(xian)在還沒有看到(dao)類似工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)。目前(qian)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)程上都(dou)采用(yong)(yong)工(gong)程模(mo)型，常(chang)見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)葉(xie)片尾(wei)(wei)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)模(mo)型用(yong)(yong)于預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)總(zong)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)級和(he)(he)(he)葉(xie)片力模(mo)型用(yong)(yong)于預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)頻(pin)(pin)譜(pu)，但只(zhi)限用(yong)(yong)于軸(zhou)(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，未(wei)見(jian)關(guan)于離(li)(li)(li)心(xin)(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)模(mo)型。我們(men)(men)利(li)用(yong)(yong)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)三維流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)場(chang)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)和(he)(he)(he)分(fen)析，在2001年(nian)《流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械》第5期(qi)發表(biao)了改(gai)進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)尾(wei)(wei)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)模(mo)型，題目是(shi)(shi)(shi)“低壓(ya)軸(zhou)(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)預(yu)(yu)估”，對二臺軸(zhou)(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)A聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)級和(he)(he)(he)線性聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)級與(yu)實(shi)測(ce)(ce)(ce)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)分(fen)別小于2dB和(he)(he)(he)3～4dB。后來，在2004年(nian)《流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)體機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)械》雜志第1期(qi)又(you)發表(biao)了改(gai)進(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)片力模(mo)型，題目是(shi)(shi)(shi)“低壓(ya)軸(zhou)(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)頻(pin)(pin)譜(pu)預(yu)(yu)估與(yu)實(shi)測(ce)(ce)(ce)”，預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)二臺軸(zhou)(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/3倍頻(pin)(pin)譜(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢和(he)(he)(he)實(shi)測(ce)(ce)(ce)符合(he)良好(hao)，絕大(da)部分(fen)頻(pin)(pin)譜(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)小于3dB，最大(da)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)小于5dB(只(zhi)是(shi)(shi)(shi)個別頻(pin)(pin)譜(pu))，噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)頻(pin)(pin)譜(pu)預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)有這(zhe)樣結果，已屬(shu)很(hen)不(bu)容(rong)易。2004年(nian)我們(men)(men)和(he)(he)(he)日本一公司(si)簽(qian)定(ding)了一項合(he)作(zuo)(zuo)(zuo)項目，要求(qiu)(qiu)我們(men)(men)預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)一臺離(li)(li)(li)心(xin)(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)首期(qi)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)我們(men)(men)進(jin)行(xing)了單(dan)個葉(xie)輪(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)預(yu)(yu)估，將尾(wei)(wei)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)模(mo)型首次推廣到(dao)離(li)(li)(li)心(xin)(xin)葉(xie)輪(lun)，得到(dao)成(cheng)功(gong)(gong)(gong)，預(yu)(yu)測(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總(zong)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)級和(he)(he)(he)實(shi)測(ce)(ce)(ce)誤(wu)(wu)差(cha)(cha)小于3dB。現(xian)在有一德國公司(si)提供給我們(men)(men)一個SYSNOISE5.6聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)學(xue)計(ji)(ji)算(suan)(suan)(suan)(suan)商用(yong)(yong)軟件(jian)，要求(qiu)(qiu)我們(men)(men)為(wei)他們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個烘(hong)干(gan)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)心(xin)(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)進(jin)行(xing)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)預(yu)(yu)估，美國一公司(si)也(ye)(ye)要求(qiu)(qiu)我們(men)(men)合(he)作(zuo)(zuo)(zuo)進(jin)行(xing)軸(zhou)(zhou)(zhou)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)風(feng)(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)噪(zao)(zao)(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)預(yu)(yu)估工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)，均已開始工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)，我們(men)(men)準備都(dou)用(yong)(yong)聲(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)學(xue)數值模(mo)擬方(fang)法，已安排一名(ming)博士(shi)和(he)(he)(he)二名(ming)碩士(shi)生(sheng)做(zuo)這(zhe)一工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)，盡管(guan)難(nan)(nan)度大(da)，但這(zhe)是(shi)(shi)(shi)國際前(qian)沿工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)，又(you)特(te)別有用(yong)(yong)，現(xian)在大(da)家(jia)都(dou)在起步，相(xiang)(xiang)比之下，我們(men)(men)具備更好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)基礎和(he)(he)(he)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)條件(jian)，應該積極去(qu)做(zuo)。
高性能風機現代設計方(fang)法
風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)結構簡單(dan)，但(dan)(dan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)結構復雜，且(qie)(qie)是(shi)(shi)擴壓流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，很(hen)易引起嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)分離(li)流(liu)(liu)(liu)(liu)，同時(shi)又(you)有(you)(you)動(dong)(dong)(dong)、靜(jing)(jing)部件，不(bu)(bu)僅(jin)是(shi)(shi)不(bu)(bu)定(ding)(ding)(ding)(ding)常(chang)流(liu)(liu)(liu)(liu)，而且(qie)(qie)動(dong)(dong)(dong)、靜(jing)(jing)部件間的(de)(de)(de)(de)(de)間隙又(you)產生二次(ci)流(liu)(liu)(liu)(liu)，所(suo)以(yi)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)內部流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)是(shi)(shi)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)定(ding)(ding)(ding)(ding)常(chang)三維(wei)流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)擬十分困難(nan)(nan)。限(xian)于(yu)(yu)(yu)(yu)目(mu)前計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算條件，工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)上對(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)流(liu)(liu)(liu)(liu)場的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)擬均按準定(ding)(ding)(ding)(ding)常(chang)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算，且(qie)(qie)多采用(yong)相對(dui)簡單(dan)、但(dan)(dan)很(hen)流(liu)(liu)(liu)(liu)行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)湍(tuan)(tuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)模(mo)(mo)型(xing)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算，但(dan)(dan)模(mo)(mo)型(xing)只適(shi)合(he)(he)于(yu)(yu)(yu)(yu)小分離(li)流(liu)(liu)(liu)(liu)，也不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)正確定(ding)(ding)(ding)(ding)量流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)細(xi)節(jie)，但(dan)(dan)根據(ju)文獻(xian)調研(yan)和(he)(he)我們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan)，對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)氣(qi)動(dong)(dong)(dong)力設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)良好(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)，在(zai)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)(gong)況附近，用(yong)湍(tuan)(tuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)模(mo)(mo)型(xing)和(he)(he)準定(ding)(ding)(ding)(ding)常(chang)處理(li)，對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)動(dong)(dong)(dong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)預估(gu)是(shi)(shi)完全(quan)可(ke)(ke)(ke)以(yi)做到(dao)和(he)(he)實(shi)測結果(guo)吻合(he)(he)很(hen)好(hao)(hao)(hao)。另一(yi)(yi)方(fang)(fang)(fang)面，由于(yu)(yu)(yu)(yu)有(you)(you)了很(hen)多的(de)(de)(de)(de)(de)關于(yu)(yu)(yu)(yu)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)三維(wei)粘(zhan)性(xing)(xing)流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)擬結果(guo)，發現過去按一(yi)(yi)維(wei)、二維(wei)理(li)想流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)些(xie)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(也可(ke)(ke)(ke)稱(cheng)為(wei)(wei)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)準則(ze)(ze))，其(qi)中(zhong)(zhong)許多需要(yao)修(xiu)改。以(yi)離(li)心(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)而論，例(li)如(ru)(ru)按Eck理(li)論，最(zui)佳(jia)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)進(jin)(jin)口(kou)角(jiao)(jiao)為(wei)(wei)35.4°，設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)時(shi)還(huan)應(ying)考(kao)慮(lv)有(you)(you)攻(gong)角(jiao)(jiao)，所(suo)以(yi)一(yi)(yi)般(ban)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)葉(xie)(xie)片(pian)幾(ji)何進(jin)(jin)口(kou)角(jiao)(jiao)為(wei)(wei)37°～38°，實(shi)際(ji)上，按數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)優(you)化(hua)結果(guo)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)小到(dao)27°；又(you)如(ru)(ru)按工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)，如(ru)(ru)全(quan)壓不(bu)(bu)夠，可(ke)(ke)(ke)增大(da)葉(xie)(xie)片(pian)幾(ji)何出(chu)(chu)口(kou)角(jiao)(jiao)來(lai)(lai)補救，但(dan)(dan)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)優(you)化(hua)結果(guo)是(shi)(shi)葉(xie)(xie)片(pian)幾(ji)何出(chu)(chu)口(kou)角(jiao)(jiao)到(dao)一(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)(ding)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)(如(ru)(ru)81°）后再增大(da)，全(quan)壓反而會下降(jiang)；又(you)如(ru)(ru)Eck認為(wei)(wei)進(jin)(jin)口(kou)加(jia)速系(xi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)應(ying)大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)1，這樣(yang)葉(xie)(xie)輪(lun)進(jin)(jin)口(kou)是(shi)(shi)加(jia)速流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，可(ke)(ke)(ke)減少進(jin)(jin)口(kou)分離(li)，后來(lai)(lai)我們(men)認為(wei)(wei)減少葉(xie)(xie)輪(lun)進(jin)(jin)口(kou)流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)速度能(neng)(neng)(neng)(neng)改善葉(xie)(xie)輪(lun)流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，所(suo)以(yi)按經(jing)驗(yan)，建議可(ke)(ke)(ke)取(qu)0.7~0.8，實(shi)際(ji)上按數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)優(you)化(hua)可(ke)(ke)(ke)小到(dao)0.6；其(qi)它還(huan)有(you)(you)一(yi)(yi)些(xie)準則(ze)(ze)也應(ying)該(gai)改變，這里(li)(li)不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)一(yi)(yi)一(yi)(yi)而論。這些(xie)參(can)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)，對(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)動(dong)(dong)(dong)力圖改變很(hen)大(da)，對(dui)氣(qi)動(dong)(dong)(dong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)影(ying)響也很(hen)大(da)，所(suo)以(yi)原有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)需要(yao)改進(jin)(jin)。當然改進(jin)(jin)內容(rong)還(huan)應(ying)包括葉(xie)(xie)片(pian)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)型(xing)選取(qu)和(he)(he)提(ti)出(chu)(chu)新的(de)(de)(de)(de)(de)結構等。如(ru)(ru)我們(men)利用(yong)航(hang)空(kong)上吹(chui)氣(qi)邊界層控制(zhi)原理(li)，提(ti)出(chu)(chu)長短(duan)葉(xie)(xie)片(pian)開縫結構，縫隙大(da)于(yu)(yu)(yu)(yu)10mm，可(ke)(ke)(ke)確保縫隙不(bu)(bu)會堵塞(sai)，這種(zhong)結構可(ke)(ke)(ke)擴展風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)工(gong)(gong)(gong)作的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)效區，大(da)大(da)改善非(fei)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)工(gong)(gong)(gong)況性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。所(suo)有(you)(you)這些(xie)在(zai)現代設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)中(zhong)(zhong)稱(cheng)為(wei)(wei)改進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。所(suo)以(yi)現代設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)內容(rong)是(shi)(shi)：首先根據(ju)改進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)給出(chu)(chu)綜合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)較(jiao)好(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)通(tong)道(dao)型(xing)線(xian)；然后數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)擬風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)整機(ji)(ji)(包括進(jin)(jin)風(feng)(feng)(feng)(feng)口(kou)- 葉(xie)(xie)輪(lun)-蝸(gua)殼，且(qie)(qie)考(kao)慮(lv)間隙)三維(wei)粘(zhan)性(xing)(xing)流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，來(lai)(lai)分析比較(jiao)其(qi)內部流(liu)(liu)(liu)(liu)場，為(wei)(wei)改進(jin)(jin)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)提(ti)供依據(ju)，同時(shi)進(jin)(jin)行(xing)優(you)化(hua)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算，好(hao)(hao)(hao)中(zhong)(zhong)選優(you)，優(you)化(hua)目(mu)標是(shi)(shi)在(zai)滿足(zu)風(feng)(feng)(feng)(feng)量和(he)(he)風(feng)(feng)(feng)(feng)壓的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，效率(lv)(lv)越高(gao)越好(hao)(hao)(hao)；最(zui)后通(tong)過樣(yang)機(ji)(ji)研(yan)制(zhi)和(he)(he)現場性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)試(shi)驗(yan)來(lai)(lai)檢驗(yan)和(he)(he)修(xiu)正設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)并得(de)到(dao)高(gao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)產品。這里(li)(li)改進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)優(you)化(hua)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)算和(he)(he)高(gao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)產品設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎，數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)擬是(shi)(shi)關鍵，其(qi)難(nan)(nan)點(dian)是(shi)(shi)如(ru)(ru)何使(shi)它對(dui)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)氣(qi)動(dong)(dong)(dong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)預估(gu)能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)(he)實(shi)測結果(guo)吻合(he)(he)。現場性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)試(shi)驗(yan)用(yong)來(lai)(lai)修(xiu)正設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)改進(jin)(jin)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)擬方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。經(jing)過這樣(yang)多次(ci)循環，最(zui)后獲得(de)高(gao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)產品。由于(yu)(yu)(yu)(yu)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)擬是(shi)(shi)現代設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵和(he)(he)難(nan)(nan)點(dian)，下面再專題敘述。應(ying)該(gai)指出(chu)(chu)，這種(zhong)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)目(mu)前只能(neng)(neng)(neng)(neng)優(you)化(hua)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)預估(gu)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)氣(qi)動(dong)(dong)(dong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)，不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)預估(gu)噪聲(sheng)，這是(shi)(shi)由于(yu)(yu)(yu)(yu)離(li)心(xin)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)還(huan)無(wu)法(fa)(fa)(fa)(fa)預估(gu)噪聲(sheng)，而本方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)改進(jin)(jin)工(gong)(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)已考(kao)慮(lv)到(dao)低噪聲(sheng)風(feng)(feng)(feng)(feng)機(ji)(ji)設(she)計(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)要(yao)求，這樣(yang)，一(yi)(yi)般(ban)而言，高(gao)效率(lv)(lv)就意味(wei)著低噪聲(sheng)。
