轴流新风扇的设计原理

       针对空调器风扇性能上风压低使用上既要求风量大又要噪声低的矛盾，本研究选择某空调用性能优良的轴流风扇样机作为弯掠设计的比较研究模型.样机基本结构：叶轮外径409mm，轮毅直径120 mm，轮毅比0. 29，叶片数4，流量2220 m3/h，静压20 Pa，转速880 r /min。新风扇的设计以保证流量为前提，着重改善风扇的内流分布以降低噪声。

        新风扇的设计是在以往流体动力研究及其现有准三维设计方法的基础上，采用前缘弯掠技术，应用CFD /CAD祸合方式进行的.对典型样机风轮的结构特征进行CAD估算，使用商用软件FLUENT进行全三维CFD计算考察其外特性和内流特性，并与实验结果进行比较和分析；采用常规方法作初步的准三维叶轮设计，进行CFD计算考察其外特性和内流特性；比较分析样机风扇与新风扇的CAD/CFD的结果，调整初次设计的相关参数，以实现一个比较好的气动布局方案；运用CFD对调整之后的风扇性能进行预测，并根据计算结果进一步调整相关参数，对风扇作进一步的优化。

       此外，设计中需要考虑的还有叶片弦长、叶片安装角、叶型弯度角、翼型中弧线等参数。对这些参数进行优选取值及相互之间的合理匹配，以改善风扇气动-声学性能。

综合考虑上述因素，设计的新风扇基本结构：风扇外径408 mm，轮毅直径100 mm，轮毅比0. 245，叶片数4，叶顶/叶根弦长276/80 mm，前弯角度44°，前掠角度20°。

       同一个室外机中，分别对样机风扇和新风扇进行了数值模拟.计算时对实机进行了适当的结构简化，不考虑换热器、出口格栅、电机及其支架的影响，但考虑侧进风。

       采用有限体积法离散控制方程，对整个室外机的三维定常流场进行分离式隐式求解。计算选用Spalart-A llm arcs湍流模型，对流项采用二阶迎风差分格式，压力月枣度祸合采用标准SIM PLE算法求解。

由于风扇系统的复杂性，整个计算域均采用非结构化网格，网格总数110 x 104。叶轮所在的区域定义为旋转区域，享有较多的网格数目。进出口均采用压力边界条件，进口为大气条件，出口给定不同的背压。当各计算残差值小于1 x 10-3时，认为计算收敛