Principe de conception du ventilateur à flux axial

Compte tenu de la contradiction entre la faible pression d'air dans les performances des ventilateurs de climatisation et l'exigence d'un grand volume d'air et d'un faible bruit lors de l'utilisation, cette étude a sélectionné un prototype de ventilateur à flux axial offrant d'excellentes performances pour la climatisation comme modèle de recherche comparatif pour conception incurvée et balayée. La structure de base du prototype : diamètre extérieur de la roue 409 mm, diamètre de la roue 120 mm, rapport de la roue 0,29, nombre de pales 4, débit 2220m3/h, pression statique 20Pa, vitesse 880r/min. La conception du nouveau ventilateur est basée sur le principe de garantir le débit, en se concentrant sur l'amélioration de la répartition du flux interne du ventilateur pour réduire le bruit.
La conception du nouveau ventilateur est basée sur des recherches antérieures sur la dynamique des fluides et sur les méthodes de conception quasi-3D existantes, utilisant une technologie de flexion de pointe et un couplage CFD/CAO. Les caractéristiques structurelles du prototype typique d'éolienne sont estimées par CAO, et le logiciel commercial FLUENT est utilisé pour effectuer des calculs CFD 3D complets afin d'examiner ses caractéristiques d'écoulement externe et interne, et de comparer et d'analyser avec les résultats expérimentaux ; la méthode conventionnelle est utilisée pour réaliser une conception préliminaire de roue quasi-3D, et des calculs CFD sont effectués pour examiner ses caractéristiques d'écoulement externe et interne ; les résultats CAO/CFD du prototype de ventilateur et du nouveau ventilateur sont comparés et analysés, et les paramètres pertinents de la conception initiale sont ajustés pour obtenir un meilleur plan de configuration aérodynamique ; Le CFD est utilisé pour prédire les performances du ventilateur après ajustement, et les paramètres pertinents sont ensuite ajustés en fonction des résultats du calcul pour optimiser davantage le ventilateur.
De plus, des paramètres tels que la longueur de la corde de la pale, l'angle d'installation de la pale, l'angle de cambrure de la pale et la ligne médiane de l'arc du profil aérodynamique doivent être pris en compte dans la conception. Ces paramètres sont optimisés et raisonnablement adaptés les uns aux autres pour améliorer les performances aérodynamiques et acoustiques du ventilateur.
En tenant compte des facteurs ci-dessus, la structure de base du nouveau ventilateur est conçue : le diamètre extérieur du ventilateur est de 408 mm, le diamètre de la roue est de 100 mm, le rapport de la roue est de 0,245, le nombre de pales est de 4. , la longueur de la corde de la pointe de la lame/de la racine de la lame est de 276/80 mm, l'angle de courbure vers l'avant est de 44 degrés et l'angle de balayage vers l'avant est de 20 degrés.
Dans la même unité extérieure, le ventilateur prototype et le nouveau ventilateur sont respectivement simulés numériquement. La machine réelle est simplifiée de manière appropriée dans le calcul et l'influence de l'échangeur de chaleur, de la grille de sortie, du moteur et de son support n'est pas prise en compte, mais l'entrée latérale est prise en compte.
La méthode des volumes finis est utilisée pour discrétiser les équations de contrôle et le champ de débit constant tridimensionnel de l'ensemble de l'unité extérieure est résolu implicitement. Le modèle de turbulence des arcs Spalart-Alm est utilisé pour le calcul, le terme de convection adopte le format de différence au vent du deuxième ordre et le couplage pression-degré est résolu par l'algorithme standard SIM PLE.
En raison de la complexité du système de ventilateur, l'ensemble du domaine de calcul utilise des grilles non structurées et le nombre total de grilles est de 110 x 104. La zone où se trouve la roue est définie comme la zone de rotation, qui comporte un grand nombre de grilles. Les conditions aux limites de pression sont utilisées à la fois pour l’entrée et la sortie. L'entrée est soumise aux conditions atmosphériques et la sortie est soumise à différentes contre-pressions. Lorsque la valeur résiduelle de chaque calcul est inférieure à 1 x 10-3, le calcul est considéré comme convergé.