Fanpal设计135MW发电机冷却系统轴流风扇

摘要

对原发电机配套风扇进行研究,发现效率太低,且全压升不能满足改型要求,使用Concepts NREC的Fanpal软件设计全新的工况点的轴流风扇,增加了静叶,提高了风扇的效率。

1、原风扇的性能分析以及实验测试。

模型:

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实验数据:

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分析:

   a、风量在 15 m3/s 时,其全压约 2300Pa ,如风量提高到17.5 m3/s ,通过分析发电机内流场,需要全压3000 Pa,故实际设计参数定为风量17.5 m3/s,全压3000 Pa。

   b、原叶片beta1bt=-76,beta1bh=-69,该风扇的损失主要因为叶片安装角太大,造成进口相对速度相对较大,造成叶型损失过大,而最优的beta1b对应着最小的进口相对速度。

2、原风扇的CFD仿真

CFD仿真采用了两种方式:

一,使用Star-CCM+采用整体风扇模型进行计算。

star_20180908_135MW_fan_new_1.851986_Mesh Scene 1star_20180908_135MW_fan_new_1.851986_Mesh Scene 1-2

二、采用NUMECA对包含一个叶片的流道进行周期性计算。

使用IGG将solidworks模型中的一个叶片进行贴面处理,生成AutoGrid所需的.geomturbo文件。

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最后对结算结果做了对比。

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结论:

  a、实验结果与仿真结果对比,效率结果差异较大,相对来说,总压升结果有一定的差异。 

  b、star-ccm+与numeca的计算结果较为接近。

  c、原有风扇在17.5m3/s时,只有2000pa的总压升,满足不了需要3000pa的总压升。

3、Fanpal轴流风扇设计

设计点:

流量:17.5m3/s

总压升:3000pa

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其性能曲线:

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4、Axcent分析

载荷分布:

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5、CFD仿真分析

将结构输出至NUMECA,进行CFD仿真。

整个风扇的总压升高过程:

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整个风扇的静压升高过程:

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动叶根相对马赫数:

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动叶顶相对马赫数:

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动叶根相对静压:

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动叶顶相对静压:

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6、结果汇总

将新老风扇的所有数据集合在一起。

总压升:

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效率:

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a、全新设计的风扇效率要高约25%。

b、全新设计的风扇能够很好的满足新设计点的要求。


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