刘喜岳，马焕桥，李跃飞，龙旦风，庄子宝

（广东美的暖通设备有限公司，广东佛山，528311）

回风口脏堵情况下贯流风机的流动特性与试验研究

刘喜岳，马焕桥，李跃飞，龙旦风，庄子宝

（广东美的暖通设备有限公司，广东佛山，528311）

根据某一空调型号产品，在模拟回风口脏、堵情况时，出风口出现明显的“噗、噗”不连续异音，针对这一现象，开展了相应的数值与试验研究。研究结果表明：在现有产品的情况下，通过对接水盘的整改，具体为：在靠近电机一侧的出口处增加1cm的垫块，接水盘涡舌形状进行优化，可以达到消除异音的目的。通过对流场的分析还可以发现，整改后的流场分部更合理，消除了原机风轮内部的低速区。

空调；脏堵；异音；接水盘；涡舌形状

0 前言

贯流风机又称横流风机，是1982年法国工程师莫尔特(Mortier)首先提出，叶轮为多叶式、长圆筒形，具有前向多翼形叶片。叶轮旋转时，气流从叶轮敞开处进入叶栅，穿过叶轮内部，从另一面叶栅排入叶栅，穿过叶轮内部，从另一面叶栅排入蜗壳，形成工作气流。气流在叶轮内的流动十分复杂，而且气流速度场为非稳定的，在叶轮内还存在一个涡旋，其中心位于涡舌附近。由于旋涡的存在，使叶轮输出段产生循环流，在旋涡外，叶轮内的气流流线呈圆弧形，因此，在叶轮外圆周上个点的流速是不一致的，越靠近涡心，速度越大，越靠近蜗壳，速度越小，旋涡的位置对贯流风机的性能影响较大，旋涡中心接近叶轮内圆周且靠近涡舌，风机性能较好；旋涡中心离涡舌较远，则循环流的区域增大，风机效率降低，流量的不稳定程度也增加。贯流风机在空调行业的应用尤其广泛，其主要由叶轮、风道和电动机三部分组成。由于贯流风轮的轴向长度不受限制，可以根据不同的使用需要任意选择叶轮的长度，气流贯穿叶轮流动，受叶片两次力的作用，因此气流能到达很远的距离，由于气流在叶轮内被强制折转，所以压头损失较大、效率较低；研究发现，偏心涡的存在是导致贯流产生的前提。本文所研究的主要内容为针对现有产品在回风口有脏堵情况下存在异音的问题，通过对接水盘的整改从而达到消除异音的目的，同时还保证了同转速条件下，流量增加，噪音降低。

1 贯流风机配置

现有产品的贯流风机特征参数如下：风轮直径为95mm，叶片数为35，且均为圆弧形叶片，叶片厚度为1.2mm，叶片内圆周安装角为90°,外圆周安装角为26°，叶片等间距分布。

2 数值计算

本文主要针对两种接水盘涡舌形状进行了数值研究 计算过程将空调内机的中截面作为计算域，利用多孔介质模型模拟换热器阻力，进口设置20个导流叶栅。风轮、接水盘以及进口导流叶栅的网格间距为0.5，整个计算域的网格尺度为2，两种方案的网格策略一致，最终划分的网格数量大约在30万左右。进出口分别采用压力进口与压力出口的边界条件，操作压力为101325Pa，利用Fluent中的MRF（Moving Reference Frame）模型计算叶轮的旋转，风轮转速为1330转。

采用二维定常雷诺平均守恒形Navier-Stokes方程，湍流模型为k-ε两方程模型，采用壁面函数法处理壁面附近流动，压力-速度耦合采用SIMPLE算法，当各项残差小于10-3认为计算结果收敛。

3 计算结果与分析

图1分别给出了两种方案下的速度分布云图、速度矢量图以及全压分布云图，可以看出，修改后的方案对整个流场的改变影响较小，但在原方案中，风轮内部除了偏心涡外，在风轮的进口处还存在低速区，而修改后的方案风轮内部的低速区得以消除。

4 实验分析

首先在静音室对原机进行试听，于回风口处加了两层方孔尺寸为1mm×1mm的纱布，来模拟回风口脏、堵情况，发现出风口出现明显的“噗、噗”不连续异音，针对该问题进行了多方案的试验，最终发现，在靠近电机一侧的出口处增加1cm的垫块以及对接水盘涡舌形状进行优化可以消除异音。然后在风机研究室高精度风量台测试了两种接水盘的风量特性，测试结果表明，在相同转速条件下，修改后的接水盘风量要高于原机接水盘，在转速为1330转时，风量可以提高4.5%。

图1 两种方案速度矢量图

在本底噪声17dB(A)的半消音室内采用B&K测试系统测试了不同接水盘结构的噪声特性，在距出风口下1.4米处布置噪音探头，测试结果表明，在同风量条件下，修改后的接水盘噪音要低于原机接水盘的噪音，在风量为555m3/h时，噪音可以降低0.8dB(A)。

5 结论

(1) 通过对接水盘涡舌形状的修改和在电机侧的出风口处增加1cm可以有效的消除异音;

(2) 修改后的接水盘方案相比原机，在同转速时，风量增加，噪音降低。

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Flow characteristics and experimental research of cross flow fan under the condition of dirty and Blocked of air inlet

Liu Xiyue,Ma Huanjiao,Li Yuefei, Long Danfeng , Zhuang Zibao
(Guangdong Midea heating and Ventilating Equipment Co., Ltd.,Foshan Guangdong,528311)

According to a type of air conditioning products, in the simulation of the air inlet, dirty plugging, the outlet appeared“puff, puff” for abnormal sound, in view of this phenomenon, to carry out the numerical and Experimental Research on the corresponding. The results show that: in the existing products, through rectification, docking water plate concrete: increase pad 1cm at the outlet near the motor side of the water receiving disc vortex tongue shape optimization, can eliminate the abnormal sound of purpose. Through the analysis of the flow field, it can be found that the improved flow field segment is more reasonable and eliminates the low velocity area inside the original turbine rotor.

air conditioning；dirty block； abnormal sound；water supply plate；vortex tongue shape