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軸流就是與風(fēng)葉的軸同方向的氣流，如電風(fēng)扇，空調(diào)外機(jī)風(fēng)扇就是軸流方式運(yùn)行風(fēng)機(jī)，其用途非常廣泛。之所以稱為“軸流式”，是因?yàn)闅怏w平行于風(fēng)機(jī)軸流動。軸流風(fēng)機(jī)主要由風(fēng)機(jī)葉輪和機(jī)殼組成，結(jié)構(gòu)簡單但是數(shù)據(jù)要求非常高。軸流式風(fēng)機(jī)通常用在流量要求較高而壓力要求較低的場合，由此軸流風(fēng)機(jī)的氣動性能成為評判其性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。本文即將展示的是某軸流風(fēng)機(jī)的氣動性能優(yōu)化的全流程介紹。

在這些條件下，不太適合選用MRF公式對流動進(jìn)行模擬，而需要使用滑移網(wǎng)格模型進(jìn)行模擬。總而言之，利用了FLUENT CFD求解器在非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格上對后傾離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能計(jì)算。 計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。此外，還正確地預(yù)測了重要的性能趨勢，如壓力上升和效率隨流量的變化以及效率峰值點(diǎn)。這些結(jié)果表明，穩(wěn)態(tài)MRF方法可以有效地計(jì)算離心風(fēng)機(jī)的流量。

這些結(jié)果表明，穩(wěn)態(tài)MRF方法可以有效地計(jì)算離心風(fēng)機(jī)的流量。雖然目前的計(jì)算是對風(fēng)機(jī)內(nèi)平均流場的合理近似，但可以預(yù)見的是，當(dāng)流體在非常低的流速下開始分解時(shí)，流動將變得非常不穩(wěn)定。因此，穩(wěn)態(tài)MRF方法無法滿足精度要求，需要非穩(wěn)態(tài)（滑移網(wǎng)格）來進(jìn)行求解計(jì)算。

風(fēng)機(jī)噪聲特點(diǎn) 按照風(fēng)機(jī)的類型，主要可以分為兩大類：軸流風(fēng)機(jī)以和離心風(fēng)機(jī)。二者特點(diǎn)如下圖所示： 軸流風(fēng)機(jī)與離心風(fēng)機(jī)特點(diǎn) 對于任何風(fēng)機(jī)，其氣動噪聲頻譜主要有由兩類頻率內(nèi)容構(gòu)成，如下圖所示： （1）葉片通過頻率噪聲 : 由于葉片的周期性轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的在特定基頻與倍頻的離散噪聲。 該部分噪聲與葉輪的旋轉(zhuǎn)有關(guān)。

這是因?yàn)?em>軸流風(fēng)機(jī)的壓力遵循機(jī)翼升力理論的緣故。如下圖所示。軸流式風(fēng)機(jī)動葉片的沖角隨流量的減小而增大。4、軸流風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)失速由于軸流風(fēng)機(jī)葉柵中各葉片的形線總是有些差異，安裝角度也不可能完全一致。因此，一般不是所有葉片都同時(shí)失速，而是一個(gè)或多個(gè)葉片組成的一個(gè)或多個(gè)失速區(qū)先失速。且失速區(qū)不是靜止不動的，而是沿著葉片移動。

斜流（混流）式風(fēng)機(jī)</strong></p><p class="ql-align-justify">&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;斜流式風(fēng)機(jī)結(jié)合了軸流式和離心式風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)，其工作原理與軸流式風(fēng)機(jī)類似，但葉片角度更為傾斜，使得氣流在葉輪中既受到軸向推擠又受到徑向加速，壓力系數(shù)較高，流量系數(shù)也較大。

（3）軸流式風(fēng)機(jī)根據(jù)軸流風(fēng)機(jī)的特性做出分類：按材質(zhì)分類:鋼制風(fēng)機(jī)、玻璃鋼風(fēng)機(jī)、塑料風(fēng)機(jī)、PP風(fēng)機(jī)，PVC風(fēng)機(jī)，鎂合金風(fēng)機(jī)、鋁風(fēng)機(jī)、不銹鋼風(fēng)機(jī)等等。按用途分類：防爆風(fēng)機(jī)、防腐風(fēng)機(jī)、防爆防腐、專用軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)等類型。按使用要求分類：管道式、 壁式、崗位式、固定式、防雨防塵式、移動式、 電機(jī)外置式等。

第4步，MRF和入口區(qū)域4.1. 在葉片周圍創(chuàng)建一個(gè)圓柱形圓盤。確保MRF圓盤是“hub radius”和“blade height”的函數(shù)。從蝸殼中減去MRF區(qū)域，從MRF區(qū)域中減去風(fēng)機(jī)葉片和輪轂部分，得到旋轉(zhuǎn)和靜止部件。4.2.

3 風(fēng)扇單體試驗(yàn)及仿真對比 在風(fēng)洞試驗(yàn)臺上進(jìn)行單體試驗(yàn)，使用“定靜壓”的方式測量風(fēng)量，設(shè)定靜壓值，PID 儀表讀取當(dāng)前靜壓，調(diào)節(jié)輔助風(fēng)機(jī)風(fēng)量，使當(dāng)前靜壓值達(dá)到設(shè)定值，靜壓穩(wěn)定后，計(jì)算出測試風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。

風(fēng)機(jī)葉輪區(qū)域設(shè)置為旋轉(zhuǎn)域，轉(zhuǎn)速為995rpm，沿氣流方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)域模型采用MRF，旋轉(zhuǎn)域與靜止域之間以Domain Interface連接，以保證數(shù)據(jù)的傳遞。

空調(diào)作為量大面廣的家用電器之一，除給消費(fèi)者帶來制冷、制熱性作用以外，空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)噪音直接關(guān)系到消費(fèi)的舒適性，因此，低噪風(fēng)葉正成為軸流風(fēng)葉設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢。從學(xué)科上來看，這類風(fēng)葉與工業(yè)用風(fēng)葉相比，一方面在結(jié)構(gòu)配置、設(shè)計(jì)方法和流動特性上有著很大不同；另一方面在性能上，雖然風(fēng)壓低但風(fēng)量范圍變化大且氣動及聲學(xué)的綜合性能要求高，故這類低壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)并非易事。

軸流風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振時(shí)的危害當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振時(shí)，風(fēng)機(jī)的流量周期性地變化，變化幅度比較大，可能出現(xiàn)零甚至負(fù)值。風(fēng)機(jī)流量的這種劇烈的正負(fù)波動，會發(fā)生氣流的猛烈撞擊，使風(fēng)機(jī)本身產(chǎn)生劇烈振動，同時(shí)風(fēng)機(jī)工作的噪聲加劇。大容量、高壓頭風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的危害很大,可能導(dǎo)致軸承和設(shè)備的損壞。

空調(diào)作為量大面廣的家用電器之一，除給消費(fèi)者帶來制冷、制熱性作用以外，空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)噪音直接關(guān)系到消費(fèi)的舒適性，因此，低噪風(fēng)葉正成為軸流風(fēng)葉設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢。從學(xué)科上來看，這類風(fēng)葉與工業(yè)用風(fēng)葉相比，一方面在結(jié)構(gòu)配置、設(shè)計(jì)方法和流動特性上有著很大不同；另一方面在性能上，雖然風(fēng)壓低但風(fēng)量范圍變化大且氣動及聲學(xué)的綜合性能要求高，故這類低壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)并非易事。

作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械仿真中最常使用的模型，MRF 模型計(jì)算思路在于：將算法區(qū)間分成數(shù)個(gè)運(yùn)動相互獨(dú)立的子區(qū)間，先在各子部分間對流場方程進(jìn)行求解，通過各部分間的交界面完成流場信息的傳遞。 作為 CFD 模型中唯一運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)流體域，將其邊界條件設(shè)定為 Fluid（流動域）。在 Fluent 軟件中選擇 MRF，并且將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速定義為坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)速。

為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制對流風(fēng)冷，需在特定位置放置風(fēng)機(jī)。與離心風(fēng)機(jī)相比，軸流風(fēng)機(jī)有著風(fēng)量大、能耗低、風(fēng)壓小等特點(diǎn)，因此電磁爐通常采用軸流風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制對流風(fēng)冷。風(fēng)機(jī)正下方設(shè)有進(jìn)風(fēng)格柵，當(dāng)空氣通過風(fēng)機(jī)進(jìn)入電磁爐內(nèi)部后，會分別被聚風(fēng)板和導(dǎo)風(fēng)筋導(dǎo)向線圈盤和散熱片，發(fā)生熱交換后從出風(fēng)口排出。圖1 電磁爐散熱結(jié)構(gòu)物理模型2.2 網(wǎng)格劃分電磁爐內(nèi)部計(jì)算域的網(wǎng)格如圖2所示。

待測軸流風(fēng)機(jī)安裝在導(dǎo)管內(nèi)，驅(qū)動電機(jī)安裝在風(fēng)扇下游。上游是一個(gè)內(nèi)壁安裝了吸聲材料的風(fēng)箱。風(fēng)箱內(nèi)部安裝了一個(gè)整流裝置確保風(fēng)扇入口的風(fēng)速和湍流強(qiáng)度保持均勻。通過風(fēng)箱上游的管路內(nèi)的蝶閥和輔助風(fēng)機(jī)來控制不同的流量。