20557

۲۰۵۵۷

بهينه‌سازي و طراحي آئروديناميكي پره‌هاي فن سانتريفيوژ تهويه

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۵

۱۳۹۷/۱۲/۲۰

دكتر تقوي زنوز

مكانيك

چكيده بخش قابل توجهي از برق مصرفي در صنايع مختلف صرف تامين انرژي پمپ ها، كمپرسورها، فن ها و انواع ديگر توربوماشين ها مي شود. فن ها كاربردي وسيع در صنايع و مصارف تجاري و مسكوني دارند، به همين منظور بهينه سازي آنها مي تواند نقش مهمي در سرانه مصرفي انرژي ايفا كند. در پروژه حاضر روش هاي مختلف طراحي تحت عنوان طراحي بنيادي، چارچ، آزبرن و طراحي يكپارچه، معرفي شده است. روش طراحي يكپارچه به عنوان معيار در كار حاضر قرار گرفته است. سپس پارامترهاي طرح توسط الگوريتم تكرار محاسبات، بهينه سازي شده اند. طراحي فن ها شامل معادلات زيادي مي باشد، به همين منظور يك بسته نرم افزاري تهيه ديده شده كه شامل پانل گرافيكي مياني بوده و طراحي آئروديناميكي پروانه، كيسينگ و شفت براي فن سانتيفيوژ از نوع لبه شعاعي انحنا رو به عقب و به صورت سه بعدي را ارائه داده است. در ادامه جهت بررسي عملكرد مدل طراحي شده، شبيه سازي عددي صورت گرفته است و نتايج آن شامل منحني عملكرد فن و كانتورهاي سرعت و فشار در تمامي نقاط دستگاه ارائه شده است. اين نتايج به ازاي مقادير دبي جرمي هاي متغير از 0.1 (m3/s) تا 0.6 (m3/s) وبا فاصله 0.1 براي فن لبه شعاعي انحنا به عقب 16 پره انجام شده است. گردابه كوچكي در نزديكي ناحيه ي زبانه حلزوني و درون گذرگاه پره ديده مي شود. گردابه در نزديكي ورودي گذرگاه پره شروع به شكل گيري مي كند، سپس در طول گذرگاه توسعه پيدا مي كند و به تدريج وارد طرف مكش پره مي شوند. نتايج حاصل از شبيه سازي نشان مي دهد بهينه سازي هاي هندسي در اين نواحي كمك موثري در بهبود عملكرد آئروديناميكي مجموعه فن سانتريفيوژ خواهد داشت. كليد واژه: طراحي، بهينه سازي، آئروديناميك، شبيه سازي، نرم افزار فن سانتريفيوژ

1398/03/09

Optimization and aerodynamic design of ventilation centrifugal fan blades

3/11/2019 12:00:00 AM

Abstract A considerable share of energy consumes powering pumps, compressors, fans and other turbomachinery. Fans are widely used in industries and commercial and residential applications, so their optimization can play a vital role in per capita energy consumption. Different design methodologies including fundamental concepts, Austin Church, Williame C. Osborne and unified design are introduced. The unified design is considered as the criterion in the present work. Then Design parameters are optimized using computational iterative algorithms. Fan design involves solving numerous equations, so a software package provided that includes graphical user interface, and the aerodynamic design of the impeller, casing and shaft for the centrifugal fan of the radial backward curved represented in form of three-dimensional. In order to evaluate the performance of the designed model, numerical simulations have been performed and the results including performance curve of the fan, velocity and pressure contours in all section of the device represented. The results are obtained for mass flow rates of 0.1 m3/s to 0.6 m3/s for 16 blade radial backward curved fan. A small eddy is observed near the volute casing and inside the blade passage. It begins to form near the inlet blade passage, then developing through the passage and enters to the suction side gradually. Numerical simulation results show that geometric optimization in these areas will have Effective help in improving the performance of the centrifugal fan. Keywords: Design, optimization, aerodynamics, simulation, centrifugal fan software