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毕业生

名称    张伟
性别    男
学位    博士(合作)
目前所在    美的公司
出生年月    1977.07
籍贯    江苏
民族    汉
联系方式   
主要经历    西安交通大学能动流体机械专业，本科 西安交通大学能动流体机械专业，硕士 西安交通大学能动流体机械专业，博士。 博士论文题目：扩压器对高速离心风机性能和噪声影响的实验与数值研究 摘 要 叶轮与扩压器之间的动静干涉作用，对于离心式叶轮机械的气动性能有着重要的影响，同时也是气动噪声的主要根源。因此，通过改进扩压器设计来达到改善动静干涉作用成为提高离心式叶轮机械性能和降低其噪声的前沿课题之一。目前对扩压器的研究主要集中在离心压缩机，而对于离心风机中扩压器的研究工作相对较少。本文提出了一种新型前缘倾斜式叶片扩压器，并首次将该扩压器以及半高式扩压器应用于离心风机降噪和提高性能研究。论文以高速离心风机为研究对象，实验研究了叶片扩压器前缘倾斜角、叶片高度、间隙、叶片数等参数对离心风机性能和噪声的影响规律，并得到其最佳值范围。结合试验与数值研究，分析了倾斜和半高扩压器对离心风机内部流动以及叶轮、扩压器叶片表面非定常压力脉动的影响规律，揭示了其降噪和提高性能的物理机理。采用频谱分析方法，对风机噪声源进行了识别。主要研究工作和结论为： 1. 实验研究了叶片扩压器参数对离心风机性能和噪声的影响。研究表明：相比较原始风机，前缘倾斜扩压器匹配的风机其性能在大流量下较高，而小流量下略低；扩压器前缘倾角为钝角时性能更优。风机的总噪声和频调噪声随倾角的增大而下降，并且采用前缘倾斜扩压器使得风机在一个较大的工况范围内保持低噪声。在整个流量范围内使风机性能最佳的扩压器前缘倾角为135°，而150°前缘倾斜扩压器降噪效果最好，其对应的风机总噪声下降了约3.6dB(A)。对本文试验风机来说，存在使气动性能最优的扩压器前缘半径R3/R2，并且其最优值在1.07附近；风机总噪声和频调噪声随着间隙的增大而单调下降。关于倾斜扩压器前缘与增大叶轮/扩压器径向间隙组合作用对风机噪声和性能影响的研究表明：在不同的叶轮/扩压器径向间隙下，倾斜前缘扩压器均有降噪效果；但是随着间隙的增大，降噪的效果逐渐降低。随着扩压器叶片数增加，风机噪声逐渐降低，但性能也随之下降。 2. 实验研究了半高扩压器对风机性能和噪声的影响。研究表明：大流量下半高扩压器的性能明显高于叶片扩压器，而在小流量下稍低。另外半高扩压器扩大了风机的流量范围。存在使风机级性能最优的半高扩压器高度，其值为0.6b。使用半高扩压器可以明显降低风机的总声压级，并且高度为0.6b的半高扩压器降噪效果最好。扩压器叶高与径向间隙组合的研究表明半高扩压器性能随间隙增大而提高。对第二个间隙(R3/R2=1.07)下，半高扩压器高度的最优值仍是0.6b；增加间隙与半叶高扩压的降噪效果不能叠加。 3. 计算并分析了不同扩压器匹配下实验风机内部非定常流场。原始扩压器中由于扩压器喉部的影响，流道内速度沿流动方向先增大后减小，靠近盘侧在叶片的吸力面存在流动分离；前缘倾斜扩压器和半高扩压器在靠近盘侧速度较高的叶轮出口气流增大了缓冲区域，因此降低了喉部的影响并消除了吸力面的分离涡，从而提高了扩压器的静压恢复系数，并降低了总压损失。前缘倾斜扩压器其前缘面上产生压力的相位差，使得叶轮和扩压器叶片表面的压力脉动明显降低。半高扩压器叶片表面压力脉动整体也有较大下降，但是其前缘靠吸力面处较高。 关 键 词：高速离心风机；气动性能；噪声；扩压器 论文类型：应用基础
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