基于变环量方法的农用轴流风机设计及性能优化

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 20; pp. 210 - 218
• Main Authors: 吴乐天, 邱绵靖, 刘志伟, 丁涛
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京市供水管网与安全节能中心,北京 100083%中国农业大学后勤基建处,北京 100081%中国农业大学水利与土木工程学院,北京 100083 01.10.2024; 新疆农业科学院农业机械化研究所,乌鲁木齐 830091%中国农业大学水利与土木工程学院,北京 100083
• Subjects: agricultural machinery; experiment; 试验; agricultrual axial flow fan; 农用轴流风机; variable circulation method; 气动性能; 数值模拟; 变环量方法; aerodynamic performance; numerical simulation; 农用机械
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202405226

TH43; 随着农业设施养殖空气过滤装置使用的普及,对高压农用轴流风机的需求也随之提升.为了提高农用轴流风机的气动性能并扩大工作压力范围,利用变环量设计理论,通过风洞试验和数值模拟,对风机叶片进行了重新设计.旨在改变现有叶片轮毂处结构形式,改善农用轴流风机内部流态,达到提升农业轴流风机气动性能和扩大稳定运行范围的目的.该研究以 0.91 m农用轴流风机尺寸及目标风量为设计参数,利用变环量方法设计了一款叶片.通过单因素和响应面分析方法,研究了轮毂直径d、安装角α和叶片数n结构参数对风机性能和流场的影响.最佳工艺参数为d=260 mm,α=-0.369°,n=4 片.数值模拟结果表明,优化后的轴流风机性能优于设计轴流风机,扩大了高压区稳定运行范围.样机试验测试表明,在高压(120 Pa)下,优化风机相较于原型轴流风机的风量提高了 163%(达到 18 710.99m3/h),能效比提高了 18.9%(达到 1.94 m3/(h·W)).该研究证明了变环量在农用轴流风机设计中的可行性,结构参数的优化可进一步降低风机的内部涡流.优化后的轴流风机减少了内部流场的二次流,提高了叶片的做功能力,改善了风机的气动性能,确保轴流风机在农业应用中能够更高效地实现空气流通与调控.