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双级离心风机气动性能影响规律及优化设计研究
| 论文题名： | 双级离心风机气动性能影响规律及优化设计研究 |
| 关键词： | 船舶通风系统;双级离心风机;气动性能;优化设计 |
| 摘要： | 船用离心风机是船舶通风系统的核心部件，除满足风机工作基本的全压效率外，还需兼顾空间限制及振动噪声指标。本文基于响应面法，结合风机设计指标，设计了CT5-21型双级离心风机，研究了结构参数对风机外特性及内部流场的影响规律，主要研究内容如下： 首先，基于通风机设计理论和模型风机设计经验，结合风机设计空间要求进行CT5-21双级离心风机结构设计。在模型风机数值计算和试验验证基础上，构建CT5-21 数值计算模型，分析了风机内流场中的漩涡特征及涡量分布，研究了不同流量下风机外特性变化规律。并且，通过实验测试了双级离心风机全压、振动及噪声特性，将试验测试全压与模拟结果对比，误差在允许范围内。 其次，研究了结构参数对风机全压、效率及内部流场特征的影响规律，结果表明：随着叶片数增加，风机全压先增加后基本不变，效率先增加后降低；随着叶片出口角增加，风机全压逐渐增加，效率逐渐下降；随着叶片出口宽度增加，风机全压逐渐增加，效率先增加后降低；随着蜗壳出口截面长度增加，风机的全压和效率均先增加后降低；叶轮向X轴正向偏移适当距离有利于提高效率，Y轴正负方向偏移对全压效率不利，向Z轴正方向偏移有利于提高全压，但效率降低。 最后，采用中心复合设计方法设计样本点，通过分析敏感性系数和建立响应面，研究在多参数耦合的情况下，分析各参数对风机性能的交互影响。并结合遗传算法针对风机的全压和效率进行最佳设计点寻优，使得优化后的风机全压和效率分别提升了2.6%和2.3%。 |
| 作者： | 蒋鹏程 |
| 专业： | 能源动力 |
| 导师： | 叶建军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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