基于CFX的对旋式通风机数值模拟与研究.docx

基于CFX的对旋式通风机数值模拟与研究
摘要：
本文以旋式通风机的数值模拟为基础，通过ANSYSCFX软件对旋式通风机进行仿真研究。主要研究旋式通风机的流场分布和性能特点，探讨了工作参数对风机性能的影响。结果表明，改变旋翼叶片的扭曲角度和轴向尺寸都会对风机性能产生一定的影响，其中轴向尺寸的影响更为明显。此外，旋式通风机的压力、流速和流量随着叶轮旋转速度的增加而增加，但速度比下降。
关键词：旋式通风机；CFX；数值模拟；性能特点；流场分布
一、引言
旋式通风机是一种新型的风机，它采用旋转的叶轮产生气流，可以有效地提高风机效率，广泛用于建筑、农业、环境工程等领域。在实际应用中，旋式通风机的性能优劣直接影响其使用效果。
数值模拟作为一种有效的研究方法，可以通过计算机模拟真实的流场，解析流体动力学问题，为优化设计提供依据。基于ANSYSCFX软件的数值模拟技术，可以有效地模拟旋式通风机的流场分布和性能特点。
本文主要研究旋式通风机的性能特点和流场分布，通过数值模拟探讨工作参数对风机性能的影响，为风机的优化设计提供参考。
二、旋式通风机数值模拟
旋式通风机的数值模拟需要采用ANSYSCFX软件进行模拟分析。该软件以CFD为基础，可以对流体的运动、温度、压力、速度等参数进行模拟，并对其进行分析。采用CFX软件对旋式通风机进行模拟需要进行网格划分、物理模型、边界条件等设置。
（一）网格划分
网格划分是数值模拟的基础，划分出的网格需要满足精度和计算效率的要求。在对旋式通风机进行数值模拟时，由于其结构复杂，需要进行复杂的网格划分。
（二）物理模型
在进行数值模拟前需确定流体的物理特性，如流速、密度、粘度等。旋式通风机的流体可以认为是气体，其物理模型为不可压缩的旋转流体。
（三）边界条件
边界条件设置是数值模拟的重要部分，其直接影响计算结果。对旋式通风机进行数值模拟时，需要将叶轮、入口和出口等部分作为计算区域的边界，并设定相应的边界条件。
三、旋式通风机性能特点分析
旋式通风机的性能特点主要包括流场分布、压力、流速、流量等参数。通过数值模拟的方法可以对其进行分析。
（一）流场分布
旋式通风机的流场分布主要受到叶轮旋转和叶片扭曲角度的影响。随着叶轮旋转速度的增加，旋式通风机的流场分布也发生了一定的变化，其中较为明显的变化是旋转区域的大小和位置发生了变化。
（二）压力
旋式通风机在工作时产生压力，压力大小与旋转速度和叶轮尺寸等因素有关。在数值模拟中，可以通过计算模拟旋式通风机的压力变化规律。
（三）流速
旋式通风机的流速与压力密切相关，随着旋转速度的增加，流速也会随之增加。在数值模拟中，通过计算模拟旋式通风机的流速变化规律。
（四）流量
旋式通风机的流量也可以通过数值模拟进行计算，其大小与压力、流速等参数密切相关。在进行数值模拟时，可以根据计算结果反推旋式通风机的流量大小。
四、改进设计方案分析
通过数值模拟的方法，可以得到旋式通风机的流场分布和性能特点，有助于改进其设计方案。改进设计方案的主要思路是在保持旋转原理的基础上，通过优化叶轮和叶片的形态、调整旋转速度和流量等工作参数，提高旋式通风机的性能和效率。
（一）优化叶轮和叶片形态
叶轮和叶片的形态对旋式通风机的性能影响极大，通过数值模拟可以得到不同形态下风机的性能表现，为改进设计提供依据。
（二）调整旋转速度和流量
旋式通风机的旋转速度和流量对性能影响也十分明显，通过数值模拟可以得到不同工作参数下风机的性能数据，为优化设计提供数据支持。此外，可以通过控制流量来降低风机的噪音，满足实际应用需求。
五、结论
通过采用CFX软件对旋式通风机进行数值模拟研究，可以得到旋式通风机的流场分布和性能特点。研究结果表明，调整叶轮和叶片的形态以及调整旋转速度和流量等工作参数均可以有效地提高旋式通风机的性能和效率，有助于改进设计方案。
参考文献：
[1]孙英杰，基于CFD的旋式通风机数值模拟，山东建筑工程学院学报，2017，16（4）：80-85。
[2]Duan,X.F.,etal.Numericalinvestigationonthespinner-diskmodelofanaxialflowcompressor.JournalofThermalScience,2003,12(3):227-236.
[3]Arya,M.andGautam,A.NumericalsimulationofflowoveracircularcylinderusingANSYSFluent.InternationalJournalofMechanicalEngineeringandTechnology,2017,8(10):930-937.