축류 팬 설계 원리

에어컨 팬의 성능에 있어 낮은 기압과 사용 시 큰 풍량 및 낮은 소음 요구 사항 사이의 모순을 고려하여 본 연구에서는 에어컨 팬 성능이 우수한 축류 팬 프로토타입을 비교 연구 모델로 선택했습니다. 곡선형 스윕 디자인. 프로토타입의 기본 구조: 임펠러 외경 409mm, 임펠러 직경 120mm, 임펠러 비율 0.29, 블레이드 수 4, 유량 2220m3/h, 정압 20Pa, 속도 880r/min. 새로운 팬의 디자인은 유량 보장을 전제로 팬의 내부 흐름 분포를 개선하여 소음을 줄이는 데 중점을 둡니다.
새로운 팬의 설계는 첨단 굽힘 기술과 CFD/CAD 결합을 사용하는 이전 유체 역학 연구와 기존 준{0}}D 설계 방법을 기반으로 합니다. 일반적인 프로토타입 풍차의 구조적 특성은 CAD로 추정되며 상용 소프트웨어 FLUENT를 사용하여 전체 3D CFD 계산을 수행하여 외부 및 내부 흐름 특성을 조사하고 실험 결과와 비교 및 ​​분석합니다. 기존 방법을 사용하여 예비 준-3D 임펠러 설계를 수행하고 CFD 계산을 수행하여 외부 및 내부 유동 특성을 조사합니다. 프로토타입 팬과 새 팬의 CAD/CFD 결과를 비교 및 ​​분석하고 초기 설계의 관련 매개변수를 조정하여 더 나은 공기역학적 레이아웃 계획을 달성합니다. CFD는 조정 후 팬의 성능을 예측하는 데 사용되며, 계산 결과에 따라 관련 매개변수를 추가로 조정하여 팬을 더욱 최적화합니다.
또한 블레이드 코드 길이, 블레이드 설치 각도, 블레이드 캠버 각도, 에어포일 미드 아크 라인과 같은 매개변수를 설계에 고려해야 합니다. 이러한 매개변수는 팬의 공기 역학적 소음 성능을 향상시키기 위해 최적화되고 서로 합리적으로 일치합니다.
위의 요소를 고려하여 새 팬의 기본 구조가 설계되었습니다. 팬 외경은 408mm, 임펠러 직경은 100mm, 임펠러 비율은 0.245, 블레이드 수는 4입니다. , 블레이드 팁/블레이드 루트 코드 길이는 276/80mm이고 전방 굽힘 각도는 44도이며 전방 스윕 각도는 20도입니다.
동일한 실외기에서 프로토타입 팬과 새 팬이 각각 수치적으로 시뮬레이션됩니다. 실제 기계는 계산에 있어서 적절하게 단순화되었으며, 열교환기, 출구 그릴, 모터 및 그 브래킷의 영향은 고려되지 않고 측면 입구만 고려됩니다.
제어방정식을 이산화하기 위해 유한체적법을 사용하였으며, 실외기 전체의 3차원 정상유동장을 암묵적으로 풀었습니다. 계산에는 Spalart-Alm 호 난류 모델이 사용되었으며 대류 항은 2차 풍향 차이 형식을 채택했으며 압력-정도 결합은 표준 SIM PLE 알고리즘으로 해결되었습니다.
팬 시스템의 복잡성으로 인해 전체 계산 영역은 비정형 그리드를 사용하며 총 그리드 수는 110 x 104입니다. 임펠러가 위치한 영역은 회전 영역으로 정의되며 이는 그리드 수가 많습니다. 압력경계조건은 입구와 출구 모두에 사용됩니다. 입구는 대기 상태이고 출구에는 서로 다른 배압이 적용됩니다. 각 계산의 잔차값이 1 x 10-3보다 작으면 계산이 수렴된 것으로 간주됩니다.