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基于变环量方法的农用轴流风机设计及性能优化

文献类型： 中文期刊

作者： 吴乐天 1 ; 邱绵靖 2 ; 刘志伟 3 ; 丁涛 2 ;

作者机构： 1.新疆农业科学院农业机械化研究所

2.中国农业大学水利与土木工程学院

3.中国农业大学

关键词： 农用机械;农用轴流风机;数值模拟;试验;气动性能;变环量方法

期刊名称： 农业工程学报

ISSN： 1002-6819

年卷期： 2024 年 40 卷 020 期

页码： 210-218

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 随着农业设施养殖空气过滤装置使用的普及，对高压农用轴流风机的需求也随之提升。为了提高农用轴流风机的气动性能并扩大工作压力范围，利用变环量设计理论，通过风洞试验和数值模拟，对风机叶片进行了重新设计。旨在改变现有叶片轮毂处结构形式，改善农用轴流风机内部流态，达到提升农业轴流风机气动性能和扩大稳定运行范围的目的。该研究以0.91 m农用轴流风机尺寸及目标风量为设计参数，利用变环量方法设计了一款叶片。通过单因素和响应面分析方法，研究了轮毂直径d、安装角α和叶片数n结构参数对风机性能和流场的影响。最佳工艺参数为d=260 mm,α=-0.369°，n=4片。数值模拟结果表明，优化后的轴流风机性能优于设计轴流风机，扩大了高压区稳定运行范围。样机试验测试表明，在高压（120 Pa）下，优化风机相较于原型轴流风机的风量提高了163%（达到18 710.99m3/h），能效比提高了18.9%(达到1.94 m3/（h·W）)。该研究证明了变环量在农用轴流风机设计中的可行性，结构参数的优化可进一步降低风机的内部涡流。优化后的轴流风机减少了内部流场的二次流，提高了叶片的做功能力，改善了风机的气动性能，确保轴流风机在农业应用中能够更高效地实现空气流通与调控。

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