分流三通风机的研究-供热;供燃气;通风及空调工程专业论文.docxVIP

Research About the Diverging Three-Way Fan A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master’s Degree of Engineering By Juan Tang Supervised by Prof. Xiangzhao Fu Specialty: Heating, Gassing, Ventilation and Air-conditioning Engineering College of Urban Construction and Environmental Engineering of Chongqing University, Chongqing, China October, 2013 中文 中文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE VI 摘 要 传统的动力集中式通风系统是根据最不利环路的压力损失，来选择主风机的 压力，其它支路一般需要通过调整管径或使用调节阀等方法增大阻抗，消耗多余 压头，造成了很大的能量浪费。近年来提出的动力分布式通风系统除了在主干管 上设主风机外，在支路上也分别设小风机，各支路风机可根据需要选择不同型号， 从而避免了能量的浪费，这一方式具有重要的节能意义。系统中支路风机的性能 是非常关键的，如何设计及控制其运行以更好的实现节能效果，本文根据这种需 求，提出了一种新型结构的风机，并对其性能和改进设计进行了分析研究。 首先，以分流三通风机为模型，对它进行了实验研究，测试其性能曲线、直 通局部阻力系数和水力稳定性。实验数据显示该分流三通风机在所测试的各挡速 下，能提供的最大风量 320m3/h，最高全压 400Pa，最高效率约 32%；同时表明该 模型风机的可调性和水力稳定性都很好。此外，其直通局部阻力系数对自身的转 速变化不敏感，有利于系统的设计和运行调节控制。在主风机高速运行时，分流 三通风机的直通管阻力系数平均值为 3.00。相较总风量供给相同的动力集中式通 风系统，分流三通风机系统最大节能率可达 44%。 其次，对该分流三通风机的直通局部阻力系数过大及效率低下问题进行了分 析研究。通过实验数据和数值模拟找出该分流三通风机效率低下可能的原因，并 提出改进方法：将原来机箱的不规则造型改为规则的长方体（即保持机箱入口面 与蜗壳入口面平行，两侧机箱壁面与风机轴线平行），且对蜗壳入口加装集流器。 数值模拟结果表明改进后的风机机箱内部流场有改善，并以此为模型制作改进分 流三通风机。 最后，对改进后的分流三通风机进行了实验验证，实验结果与数值模拟吻合 较好，并与改进前的分流三通风机实验数据进行了比较。比较结果表明，虽然分 流三通风机改进后最大全压值和最大风量与改进前相差不大，但整体而言，效率 有提升，提升幅度从 0~5%不等。可调性在低位挡优于改进前，水力稳定性依旧良 好。由于分流三通风机改进后的机箱出入口带有突扩与突缩两个局部阻碍形状， 使得改进后风机的直通局部阻力系数反而增大，在减去机箱进出口的突扩和突缩 这两个局部阻力系数后，计算得出的直通局部阻力系数平均值为 1.09，远小于原 型三通风机的 3.00。此外，分流三通风机改进后的直通局部阻力系数对主风机挡 速和自身的转速变化都不敏感，可配合主风机任意挡速运行，有利于系统的设计 和运行调节控制。改进实验的结果表明改进设计达到了要求。 关键词：动力分布式通风系统，分流三通风机，分流三通风机性能，水力稳定性 英文摘 英文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT Balancing in traditional centralized power ventilation system by a huge number of valves which serve as regulating devices, is realized at a price of consuming the large amount of over supplied energy by the main fan. The basic idea of the approach presented here, called distributed power ventilation system, is to reduce the head of the main fan to the degree only enough for balancing the pressure drop alon