微型轴流风扇扭叶片设计方法及其气动特性的数值研究

设计高性能的微型轴流风扇,同时降低设计成本、缩短设计周期,是轴流风扇研究的主要目标。采用孤立叶型法、计算流体动力学技术和遗传算法相结合的策略,构建微型轴流风扇优化设计系统。该系统采用面向对象的设计方法和模块化的构造方法,采用c++及opengrip语言编写,并提供开放式接口,使系统易于完善和扩充。在此系统下可以实现微型轴流风扇优化设计的整个流程。通过优化实例证实了该系统的可靠性和实用性。

轴流风扇转子叶片优化设计

针对一通用型轴流风扇的转子叶片,以三维粘性流场的数值计算程序为平台,利用人工神经网络bp算法和遗传算法,通过叶片弯掠技术对叶片的周向弯曲角度进行寻优,以使风扇的性能进一步提高.通过对比优化前、后的叶轮发现,优化之后的叶片形成明显的沿周向顺叶轮旋转方向弯曲.试验结果表明,其全压效率提高了1.27%,全压升提高了3.56%,上、下端部的流动损失进一步降低.

第41卷第9期 2007年9月 上海交通大学学报 journalofshanghaijiaotonguniversity vol.41no.9 sep.2007 收稿日期:2006-11-22 作者简介:李杨(1973-),男,沈阳市人,博士生,研究方向:叶轮机械内部流场和气动声学,电话(tel.):13817108103; e-mail:mr.leeyang@163.com.欧阳华(联系人),男,副教授,电话(tel.):021-64479155;e-mail:oyh@sjtu.edu.cn. 文章编号:1006-2467(2007)09-1522-04 轴流风扇转子叶片优化设计 李杨,欧阳华,杜朝辉 (上海交通大学

中文摘要 i 带有前掠叶片的轴流风扇空气动力性能研究 摘要 轴流风扇广泛应用于计算机cpu散热及空调通风等场合，为提高风扇的效 率和运行稳定性，研究轴流风扇的叶片结构是非常有必要的。 本文采用numeca公司的cfd软件包fine/turbo对选取的轴流风扇直叶片 与前掠叶片叶顶间隙流场进行数值模拟，并对结果进行确认研究。在了解轴流 风扇的工作原理的基础上，利用numeca中的软件包进行先对模型进行网格划 分，然后对所得到的网格划分进行计算设置及计算过程，最后把计算结果进行 后处理。得出轴流风扇直叶片与前掠叶片叶顶间隙流场比较。 通过对计算结果进行分析，前掠叶片风扇的全压升有一定提高，效率有所 提高，压力和速度在压力面和吸力面上的分布有一些差异，包括前掠叶片吸力 面的低压区较大、压力面的高压较高等，说明前掠叶片的流动损失较小，相对 于直叶片具有较好的气动性能。 关键词:低

中文摘要 i 带有前掠叶片的轴流风扇空气动力性能研究 摘要 轴流风扇广泛应用于计算机cpu散热及空调通风等场合，为提高风扇的效 率和运行稳定性，研究轴流风扇的叶片结构是非常有必要的。 本文采用numeca公司的cfd软件包fine/turbo对选取的轴流风扇直叶片 与前掠叶片叶顶间隙流场进行数值模拟，并对结果进行确认研究。在了解轴流 风扇的工作原理的基础上，利用numeca中的软件包进行先对模型进行网格划 分，然后对所得到的网格划分进行计算设置及计算过程，最后把计算结果进行 后处理。得出轴流风扇直叶片与前掠叶片叶顶间隙流场比较。 通过对计算结果进行分析，前掠叶片风扇的全压升有一定提高，效率有所 提高，压力和速度在压力面和吸力面上的分布有一些差异，包括前掠叶片吸力 面的低压区较大、压力面的高压较高等，说明前掠叶片的流动损失较小，相对 于直叶片具有较好的气动性能。 关键词:低

对目前有无前掠部分的空调轴流风扇和传统工业轴流风扇进行了性能实验测量,同时对内部流场进行了4个工况下的数值模拟。结果表明,工业风扇通过相似模化后在空调风扇的应用上,由于流动不适应空调结构的特殊要求等原因,达不到应有的效果;目前空调用轴流风扇叶片的前掠部分不仅起导流作用,同时在气流满足空调结构需要和压力分布方面也有重要影响。

温帆轴流风扇

as（轴流风扇）的注塑成型 许多家电都使用塑料轴流风扇，如排气扇、电风扇、空 调等。风扇的两个性能指标--动平衡与轴向跳动，是直接引 起风扇工作时噪音和振动的主要原因。如何降低风扇的这两 个性能指标，是塑料风扇注塑加工工艺上的技术难关。在不 考虑其他因素的情况下，风扇的轴向跳动（静态）控制到不 大于1mm；动平衡可通过加铝片补偿（控制加片量不超过 5g），加片后动平衡控制到小于25个数字（数字越小，噪音 越小），那么0.74kw的塑料轴流风扇工作时的振动和噪音即 可满足产品性能要求。 1、选材 1)材料品种就加工塑料轴流风扇而言，采用gfr （玻纤增强）abs和gfras作为原料，其强度、耐热性、 硬度及尺寸稳定性，都比未增强的同类塑料好，能够满足 产品的使用要求。在玻纤含量相同的情况下，gfras比 gfrabs的拉伸强度和热变形温度两项指标略高。 2)

轴流风扇选择

as（轴流风扇）的注塑成型 许多家电都使用塑料轴流风扇，如排气扇、电风扇、空 调等。风扇的两个性能指标--动平衡与轴向跳动，是直接引 起风扇工作时噪音和振动的主要原因。如何降低风扇的这两 个性能指标，是塑料风扇注塑加工工艺上的技术难关。在不 考虑其他因素的情况下，风扇的轴向跳动（静态）控制到不 大于1mm；动平衡可通过加铝片补偿（控制加片量不超过 5g），加片后动平衡控制到小于25个数字（数字越小，噪音 越小），那么0.74kw的塑料轴流风扇工作时的振动和噪音即 可满足产品性能要求。 1、选材 1)材料品种就加工塑料轴流风扇而言，采用gfr （玻纤增强）abs和gfras作为原料，其强度、耐热性、 硬度及尺寸稳定性，都比未增强的同类塑料好，能够满足 产品的使用要求。在玻纤含量相同的情况下，gfras比 gfrabs的拉伸强度和热变形温度两项指标略高。 2)

tcl集团有限公司空调事业部企业标准 q/tk××.××－2001 轴流风扇技术条件 批准页 编制:日期: 审查:日期: 标查:日期: 批准:日期: tcl集团有限公司空调事业部企业标准 2 q/tk××.××－2001 轴流风扇技术条件 2001－××-××发布2001－××-××实施 tcl集团有限公司空调事业部发布 i q/tk××.××－2001 前言 本标准对空调器用轴流风

tcl集团有限公司空调事业部企业标准 q/tk××.××－2001 轴流风扇技术条件 批准页 编制:日期: 审查:日期: 标查:日期: 批准:日期: tcl集团有限公司空调事业部企业标准 2 q/tk××.××－2001 轴流风扇技术条件 2001－××-××发布2001－××-××实施 tcl集团有限公司空调事业部发布 i q/tk××.××－2001 前言 本标准对空调器用轴流风

轴流风扇选择 (2)

第41卷第9期 2007年9月 上海交通大学学报 journalofshanghaijiaotonguniversity vol.41no.9 sep.2007 收稿日期:2006-11-22 作者简介:李杨(1973-),男,沈阳市人,博士生,研究方向:叶轮机械内部流场和气动声学,电话(tel.):13817108103; e-mail:mr.leeyang@163.com.欧阳华(联系人),男,副教授,电话(tel.):021-64479155;e-mail:oyh@sjtu.edu.cn. 文章编号:1006-2467(2007)09-1522-04 轴流风扇转子叶片优化设计 李杨,欧阳华,杜朝辉 (上海交通大学

为何轴流风扇的叶片均为奇数 不少细心的玩家会发现，所有的轴流风扇的叶片数量均为7、9、11等单数。 这只是设计上的巧合还是另有奥妙之处呢？ 众所周知，散热器的实际散热效果，很大程度取决于叶片倾角、叶片数量等 方面的设计。其中，叶片的数量起着非常重要的作用。 通常散热器厂家在风扇的设计上，都不约而同地采用增加叶片数目的方式来 保证一定的风量和风压。但无论轴流风扇的叶片数目的是多少，它的叶片结构大 多是7、9、11等单数叶片组合而成。这是因为奇数的叶片组合能比偶数的叶片 组合带来更多的性能优势。如果一旦叶片数量为偶数片设计，并形成对称的排列 方式的话，那么不但使得风扇自身的平衡性难以调整，而且容易使风扇在高速运 转时产生更多的共振，从而导致叶片无法长时间承受共振产生的疲劳，最终出现 叶片断裂等情况。因此，轴流风扇的设计多为不对称的奇数片叶片设计。同样的 设计

为何轴流风扇的叶片均为奇数 不少细心的玩家会发现，所有的轴流风扇的叶片数量均为7、9、11等单数。 这只是设计上的巧合还是另有奥妙之处呢？ 众所周知，散热器的实际散热效果，很大程度取决于叶片倾角、叶片数量等 方面的设计。其中，叶片的数量起着非常重要的作用。 通常散热器厂家在风扇的设计上，都不约而同地采用增加叶片数目的方式来 保证一定的风量和风压。但无论轴流风扇的叶片数目的是多少，它的叶片结构大 多是7、9、11等单数叶片组合而成。这是因为奇数的叶片组合能比偶数的叶片 组合带来更多的性能优势。如果一旦叶片数量为偶数片设计，并形成对称的排列 方式的话，那么不但使得风扇自身的平衡性难以调整，而且容易使风扇在高速运 转时产生更多的共振，从而导致叶片无法长时间承受共振产生的疲劳，最终出现 叶片断裂等情况。因此，轴流风扇的设计多为不对称的奇数片叶片设计。同样的 设计

轴流风扇是一种广泛应用的气流输送设备，主要依靠叶片旋转产生的推力来输送气体。这种风扇的工作原理、结构特性以及应用领域都具有其独特之处，对理解流体动力学和机械工程有着重要的意义。

基于传统的风扇设计方法,提出了风扇参数化设计和流场分析程序.采用vb开发了cpu轴流风扇空气动力设计软件和风扇参数化设计模拟软件,使用者只需输入风扇的基本结构参数,便可由程序自动生成高质量的六面体网格,能自动进行批处理模拟和结果后处理.最后采用该软件快速对风扇的结构参数进行性能分析,加深了cpu风扇各主要技术参数在风扇整体性能中影响程度的认识,为进一步的优化设计提供了条件.实践证明该方法能大大提高风扇设计者的工作效率,具有重大工程应用价值.

轴流风扇性能仿真与分析 (2)

轴流风扇性能仿真与分析

本文针对国产300mw汽轮发电机冷却用单级轴流风扇的改型设计,分别对有后导叶和无导叶两种不同方案轴流风扇进行了理论研究及实验分析,对其在高压头、小流量的条件下使用作了性能上的比较,同时利用优化方法找出该风扇动叶的扭曲规律,并对叶轮直径、轮毂比等关键设计参数的选取进行了分析研究。