MVR高压离心风机性能分析与优化

4缸鋏客ChineseJournalofTurbomachineryMVR高压离心风机性能分析与优化MVR高压离心风机性能分析与优化刘燈李晶凌祥(南京工业大学机械与动力工程学院）摘要：以MVR系统常用的高压离心风机为研究对象，利用数值模拟技术对风机流场进行三维不可压缩定常流动计算，重点分析高压离心风机内部流场的分布规律，然后以风机性能试验验证数值计算方法的可靠性。在此基础上，研究叶片出口安装角度对风机气动性能的影响。数值结果表明，把叶片出口安装角由41°改为44°可以提升风机在大流量工况下的全压和全压效率。关键词：机械蒸汽再压缩；高压离心风机；数值模拟；流场分析；结构优化中图分类号：TH432；TK05文章编号：1006-8155-(2017)06-0032-06文献标志码：ADOI：10.16492/j.fjjs.2017.06.0005PerformanceAnalysisandOptimizationonMVRHighPressureCentrifugalFanDengLiuJingLiXiangLing(SchoolofMechanicalandPowerEngineering,NanjingTechUniversity)Abstract：Tostudythehigh-pressurecentrifugalfanusedinMVR(MechanicalVaporRecompression)system,thethree­dimensionalincompressibleunsteadyflownumericalsimulationisconductedtoanalyzeitsinternalflowfield.Theselectedmodelsarevalidatedbycomparingthenumericalandexperimentalresults.Basedonthesimulationcallulationmethod,theeffectofbladeoutletinstallationangleontheaerodynamicperformanceoffanisstudied.Thenumericalresultsshowthatchangingtheanglefrom41to44degrees,thetotalpressureandtotalpressureefficiencyofthefanunderlargeflowrateconditionscanbeimproved.keywords：MVR,highpressurecentrifugalfan,numericalsimulation,flowfieldrateanalysis,structuraloptimization0引言机械蒸汽再压缩（MechanicalVaporRecompr-ession，MVR)技术利用机械方法对蒸发器产生的二次蒸汽做**基金项目：江苏省高等学校自然科学研究重大项目（No.13KJA480001)收稿日期=2017-10-12江苏南京211816功，使其压力、温度提高，再返冋蒸发器作为热源使用[1]。高压离心风机是MVR系统常用的蒸汽压缩设备之一，是提高二次蒸汽品位的核心装置，其性能对MVR系统至关重要。数值模拟广泛应用于离心风机的流场分析与结构优化[2-5]。周水清等[6]探讨了集流器偏心安装对前弯离•32•笫59卷，2017年笫6期WWW.CFTN.CNVol.59,2017,No.64缸鋏蓼ChineseJournalofTurbomachinery心风机性能的影响。雷乐[7]通过改变蜗壳宽度和蜗舌倾角来改善风机气动性能，降低噪声。刘沪红[8]对采用不同叶片出口安装角的离心风机进行了试验研究。李谦益等[9]利用噪声试验及数值模拟方法，研究了高速离心风机前缘倾斜叶片扩压器的降噪机理。刘小民等™对不同流量丁况下多翼离心风机的压力、效率、噪声等性能参数进行了数值模拟研究。本文首先利用CFD软件对某型应用于MVR系统的高压离心风机进行整机数值模拟，研究其内部流场的分布规律。然后将数值计算结果与风机性能试验结果进行比较，验证数值计算方法的准确性。再改变叶片出口安装角，通过分析比较改型前后风机全压、全压效率和内部流场分布情况，达到优化原型风机气动性能的目的，为高性能高压离心风机的设计改型提供了有益探索。1研究模型及数值计算方法1.1高压离心风机模型本文分析的原型对象是某型MVR高压离心风机，其主要几何参数如表1所示。利用Solidworks软件对风机进行三维建模，其结构如图1所示。1.2网格划分将风机内部流动区域分为集流器流道、叶轮流道和蜗壳流道三个部分，利用ICEM-CFD软件分别划分三表1高压离心风机主要性能参数表1