为解决NACA65系列翼型叶片后缘轮廓线内切圆半径收敛至0引起的铸造工艺问题,采用三次多项式函数生成叶片后缘厚度函数,精确调整叶片后缘末端厚度。基于Ansys软件对不同叶片后缘厚度的风机进行流体仿真,并分析其气动性能与静力结构特性。结果表明叶片后缘增厚使得叶片附面层分离损失增加,尾迹与叶栅主流区的掺混损失增大。叶片载荷分析表明,1.5 mm-0.80翼型、3 mm-0.80翼型风机叶片所受的最大等效应力分别增加0.59%,1.58%,叶片出风口位置处的等效应力随着厚度增加而略减。1.5 mm为风机叶片后缘增厚的推荐尺寸,其风机最大效率为88.07%,是原翼型风机效率的99.67%,全压曲线与原风机的全压曲线基本重合。

噪声已成为风机选型的重要指标,因此在设计和研发过程中必须将其作为重点考虑因素。文章以CZTY-400轴流风机为研究对象,基于湍流模型及宽频声学模型,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件进行数值模拟,探索通过合理设置叶片前缘障碍物减少叶片尾缘涡的脱落和压力脉动,以达到降低风机气动噪声的目的。结果表明叶片前缘设置障碍物后,障碍物附近湍动能增大,而叶片尾缘湍动能下降;风机出口域的湍动能和噪声声压显著降低;压力脉动频域特性与噪声信号频域特性整体变化趋势相似,障碍物对低频处的噪声及压力脉动作用效果良好。