流场仿真技术在空调器离心风机优化中应用.pdf

　　　　　　　　　　　　　　　　流 　体 　机 　械 　　　　　　　　　　2001 年第 29 卷第 7 期 46 流场仿真技术在空调器离心风机优化中的应用 春兰集团 　　沈 　建 春兰电器研究所 　　孙庆宽 　杨亚东 摘 　要 　探讨了流场仿真技术在空调器风机系统优化设计中应用的可行性并对柜式 空调器室内离心风机系统的内部流动特性作了基于仿真计算结果的分析, 其中的一些观 点已得到了实验验证。 关键词 　流场仿真 　离心风扇 　蜗壳 ( ) ( ) 　　1 　前言 如下假设 : 1 流动介质为单一组分的干空气; 2 空气在蜗壳中的流动为不可压缩的粘性流动, 密 ( ) ( ) 流场仿真是利用计算流体动力学 CFD 技术 度为常量 t = 20 ℃ 。湍流模型及控制参数参见 对特定的流动问题进行数值计算, 以获得稳态或 表 1 。 非稳态的流场分布, 并对仿真的结果进行专业化 　　表 1 ( ) 湍流模型 K- EPS 二阶非线性 分析、处理及显示。空调工程中的许多技术领域, 边界条件 Inlet 、Pressure 、Symplane 、Wall 诸如风机系统设计问题, 包含对流、传导、辐射过 物性参数 ρ 3 ν - 6 2 密度 = 1. 205kg/ m , 粘度 = 15. 06 ×10 m / s 程热交换问题, 室内环境中气体的多组元扩散及 控制参数 PISO 算法,MARS 空间差分格式, 隐式时间差分格式 温湿分布问题, 空调房间环境的热舒适性问题等, 3 都与湍流流动有着非常广泛而又密切的联系。借 进口体积流量为 1000m / h , 出口为压力边界 助于流场仿真分析软件包 STAR - CD PACKAGE, 条件, 并以稳态计算的结果作为非稳态计算的初 通过对上述湍流现象的深入研究, 可以进一步加 始条件。仿真分析的模型及离心风机系统结构如 深对复杂流动问题本质的认识, 对指导现有产品 图 1 、2 。 性能的优化和新产品的开发有着非常重要的意 义。 本文着重对本公司某一型号柜式空调器的室 ( 内离心风机系统在蜗壳出口为敞口 即背压为 1 ) 个大气压 情况下的离心风扇及蜗壳的内部流场 做了基于非稳态的数值计算。并针对流场仿真计 算的结果, 定性分析了影响离心风机系统气动性 能的主要因素, 并将部分分析的结果应用于柜机 室内降噪工作, 并取得了较好的应用效果。另外, 作为验证, 本文还对改进前、后的离心风机系统进