发电机散热风机性能分析及优化设计

发电机散热风机性能分析及优化设计

1.概述

本项目针对8MW发电机散热风机开展流体仿真分析，采用计算流体力学方法（CFD）获取了其流量-性能曲线；并在此基础上，以提高指定流量下风机的输出压力为目标，对风机叶片线型开展了优化设计。项目的主要内容分为以下三个部分：

1. 几何外形获取；
2. 风机流体仿真分析，得到流量-压力曲线；

2.几何获取

该风机为无蜗壳、后向式构型，总体几何参数测量如下：

表 1 风机总体几何参数

ID	Parameter	Name	Unit	Value	Remark
1	叶轮外径	D2	mm	754
2	叶轮进口直径	D0	mm	362
3	叶片进口直径	D1	mm	375
4	出口宽度	b2	mm	98
5	进口宽度	b1	mm	132	有倒角
6	叶片出口安装角	β2A	deg	0
7	叶片进口安装角	β1A	deg	31
8	叶片数	Z	-	12

图 1 无蜗壳风机几何布局

 

图 2 风机三维模型

 

3.风机性能分析

3.1将换热器后部截面设置为计算入口，气流进入发电机内部的截面设置为计算出口，对整个流场域开展网格划分，网格总数约330万。

图 3进出口设置

 

 

图 4风机网格划分

 

仿真设置参数：

表 2 仿真设置

ID	Parameter	Name	Unit	Value	Remark
1	空气密度	ρ	kg/^3	0.997
2	出口参考气压	P0	bar	1.001
3	风轮转速	ω	rpm	2890
4	入口流量	Flow	m^3/hour	4000~20000

 

4.仿真结果

4.1性能曲线

图 5 流量-全压曲线

 

 

4.1 流场分析

风机腔体内特征截面压力、速度、流线的分布，见图6。

  

(a)全压                             (b)风轮剖面速度矢量

 

(c)局部速度分布                             (d)局部全压分布