Laser-Doppler Velocimetry Measurements Inside The Backward Curved Centrifugal Fan

- Jun 12, 2017-

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Les ventilateurs centrifuges sont largement utilisés dans toute l'industrie, tels que le système de ventilation du tunnel, le système de climatisation, le système de refroidissement des appareils électroniques , etc. La méthode conventionnelle d'évaluation de la performance des conditions à l'entrée et à la sortie d'un ventilateur est insuffisante. Les améliorations recherchées, l'efficacité accrue ainsi que la réduction du niveau de bruit nécessitent une méthode de conception améliorée basée sur une meilleure compréhension des fans.

 

Les mesures de la velocimétrie laser-Doppler (LDV) sont présentées avec des composantes d'intensité relative de la vitesse moyenne et de l'intensité de la turbulence à l'intérieur du passage de la turbine d'un ventilateur centrifuge avec douze lames courbées vers l'arrière au niveau de la conception, de la sous-conception et du dépassement de la conception. Des mesures supplémentaires de LDV ont également été effectuées à la sortie de la volute pour examiner l'uniformité du débit de sortie pour les trois débits sélectionnés. Les résultats de la visualisation du flux complémentaire dans la région de la langue sont encore présentés. On constate que le nombre de régions d'écoulement caractéristiques et le niveau de turbulence moyen augmentent avec la diminution du débit d'air. Pour le cas d'un débit de sous-conception, il existe une région de passage du côté de l'aspiration, une zone d'écoulement inverse du côté de la pression et une zone de couche de cisaillement entre les deux. L'intensité de turbulence moyenne correspondante atteint 9,1% de la vitesse de la pointe de la pale.

 

Les résultats principaux suivants sont tirés des données présentées:

1.       Le débit de fluide intra-passage de la turbine est significativement affecté par le débit d'air. Pour les débits d'air inférieurs à la valeur de conception, il existe trois régions d'écoulement caractéristiques: une région d'écoulement traversant du côté de l'aspiration, une zone d'écoulement inverse du côté de la pression et une région de couche de cisaillement entre les deux. Au débit de conception, la région d'inversion de flux mentionnée ci-dessus disparaît. Pour les débits d'air au-delà de la valeur de conception, il n'existe que la région de débit. La variation ci-dessus des régions d'écoulement caractéristiques avec le débit d'air est censé constituer un défi pour la dynamique des fluides de calcul.

2.       On s'aperçoit que le niveau de turbulence moyen augmente avec le nombre croissant de régions d'écoulement de caractères ou avec un débit d'air décroissant.

3.       Au débit de conception, la ligne de stagnation se situe au bout de la langue. Pour les débits de débit supérieur et inférieur (par rapport au débit de conception), la ligne de stagnation se déplace vers l'intérieur et le côté de décharge de la langue, respectivement. Une telle information n'a pas encore été disponible et peut servir de contrôle quantitatif à partir duquel les résultats des codes dynamiques informatiques peuvent être comparés.

4.       L'uniformité du flux de sortie de la volute a été évaluée pour les trois débits spécifiés. On constate que le ventilateur centrifuge étudié fournit le profil d'écoulement de sortie le plus uniforme s'il est utilisé au débit de conception.


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