CN110954293A

CN110954293A - 一种闭式离心风机仿真测试方法

Info

Publication number: CN110954293A
Application number: CN201911037481.2A
Authority: CN
Inventors: 邵准远; 刘燕潇; 谢云川; 周锡钿
Original assignee: Zhejiang Shangfeng Hi Tech Specialized Wind Industrial Co ltd
Current assignee: Zhejiang Shangfeng high tech special wind industry Co.,Ltd.
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: CN110954293B

Abstract

本发明公开了一种闭式离心风机仿真测试方法，包括：气动三维模型的建立、流场域网格划分、网格质量检查、数值模型的建立、后处理分析、网格无关性分析、数据提取及统计分析；该方法可在只有几何参数而无其他设计参数的条件下，快速、准确的计算出风机全性能参数，可对风机内流场的速度、压力、扭矩、效率等关键参数进行分析，得到的分析结果为高效率风机的研发提供有力保障。

Description

一种闭式离心风机仿真测试方法

技术领域

本发明属于流体力学技术领域，尤其是涉及一种闭式离心风机仿真测试方法。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，节能减排、降低环境污染成为当前社会主题，开发高效率的流体机械设具有重大的社会效益。闭式叶轮的离心风机相对于半开式叶轮具有效率高，强度性能好的特点，而当前国内市场内采用的风机技术多数为上世纪开发的相对落后的技术模型，效率低，噪声大，终端用户运营费用高，环境污染严重等问题。

计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,简称CFD）是集应用数学、流体力学和计算机的综合性学科，采用离散化的数值方法及计算机对流体进行数值模拟和分析，可缩短研发周期、降低研发成本、提高研发效率，已广泛应用于工业产品设计之中。而闭式离心风机的叶轮具有前盘，集流器对口或套口和前盘对接，给数值计算模型前处理增加了难度。目前多数采用简化方法，不考虑间隙对模型的影响，而这与实际的物理模型有差别，导致计算结果精度受影响。同时闭式离心风机结构相对复杂，结构化网格网格划分难度大，模型处理周期长，而非结构网格对复杂几何具有较好的适配性，因此一种遵从原物理模型的高精度快速的数值模拟方法具有重要意义，也为开发高效率风机提供有力保障。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种提升数值精度及提高数值算法的闭式离心风机仿真测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：包括：

a、建立与物理模型匹配的三维气动模型；

b、在气动三维模型中，划分流体域和旋转域，在用一个虚拟的多块面包裹叶轮，内部的域定义为旋转域，其他部分定义为流体域；

c、处理好的气动三维模型，导入网格划分软件，进行非结构网格划分；

d、划分的网格进行smooth（光滑优化）处理，提升网格质量，最后检查网格质量，导出计算网格；

e、处理好的网格导入流体计算软件，定义域属性，介质属性的设定；

f、定义边界条件，包括进口边界条件定义、出口边界条件定义、壁面边界条件定义；

g、采用SST湍流模型，对闭式离心风机建模；

h、对数值做运算：对流项采用高分辨率法（High Resolution），湍流数值算法采用一介格式（First order）；

i、启动模拟计算，监控关键物理参数，判断计算是否收敛；

j、模型收敛后，查看结果文件，进行风机全开时初始的风量、风压、扭矩、效率等数据的提取；

k、启动全工况性能计算：对于引风机，进出口边界条件可用进口流量或速度，出口静压；对于鼓风机，进出口边界条件用进口全压，出口流量；

l、进行网格无关性分析，分析数据的稳定性，提取数据及数据统计分析；

所述风机的叶轮生产时需进入到叶轮加工设备内做加工处理，所述叶轮加工设备包括输送台、设于所述输送台下方的第一安装板及设于所述输送台上方的第二安装板，所述输送台侧壁上设有挡板，所述挡板上设有第一活动槽，所述第一活动槽内设有转辊，所述转辊上套设有传送带，所述输送台上第一通孔，所述第一通孔内壁上设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有可做上下运动的支撑板，所述第二安装板上设有与所述支撑板相配合的压板，所述第二安装板顶部设有用于驱动所述压板转动的第一驱动电机，所述第二安装板底部设有打磨辊和安装块，所述安装板上设有打磨板，所述第二安装板上还设有用于驱动所述打磨辊转动的第二驱动电机和用于驱动所述安装块做上下运动的第三驱动电机；在对叶轮做加工处理时，将叶轮放置在输送台上，叶轮侧壁与传送带相接触，在传送带作用下带动叶轮在输送台上移动，将叶轮输送至第一通孔位置处，叶轮进入到第一通孔内将叶轮固定，第二安装板往下运动，使压板压在叶轮表面，第一驱动电机驱动压板转动，压板带动叶轮转动，使叶轮上的轴孔与打磨辊和安装块相对齐，第二安装板继续下降，使打磨辊和安装块插入到叶轮上的轴孔内，第二驱动电机驱动打磨辊转动，第三驱动电机驱动安装块上下运动，对叶轮上的轴孔内壁做打磨处理；当叶轮轴孔完成打磨处理后，支撑板往上运动，支撑板推动叶轮往上运动，将叶轮从第一通孔内推出，叶轮侧壁与传送带接触，传送带带动叶轮继续往前移动，将加工完成后的叶轮从输送台上运出。

叶轮放置到输送台上后即可在传送带作用下自动传输，提升叶轮加工的自动化程度；在第一通孔作用下对叶轮起固定作用，避免叶轮在输送台上移动，以便使打磨辊和安装块直接插入到叶轮轴孔内，提升对叶轮的加工精度；在压板作用下对叶轮角度做调整，使叶轮上的轴孔与打磨辊和安装块位置相对齐，以便使打磨辊和安装块直接插入到轴孔内；压板压在叶轮上时对叶轮起固定作用，避免打磨辊转动时带动叶轮一同转动，以便在打磨辊作用下对叶轮做打磨处理；通过打磨辊与打磨板的相互配合，以便对整个轴孔内壁做打磨处理，保证对叶轮的加工效果；通过支撑板的上下运动，可直接将加工完成后的叶轮从第一通孔内推出，使叶轮在传送带作用下从输送台上送出，以便对加工完成后的叶轮做收集处理，降低叶轮取料难度。

所述步骤b中，在风机的进出口适当延长，减少风机进出口气动的不稳定性对计算结果的干扰；在气动三维模型中，划分流体域和旋转域，在用一个虚拟的多块面包裹叶轮，内部的域定义为旋转域，其他部分定义为流体域，采用相对坐标系计算分析，减少模型计算量。

所述步骤c中，气动核心部位，包括叶片、叶轮前后盘、集流器和叶轮对接部位、蜗舌等特殊加密，其他部位采用全域尺寸控制；全域网格尺度为风机叶轮直径的0.025-0.05，叶片网格尺度为叶轮直径的0.008-0.01，前后盘网格尺度为叶轮直径的0.01-0.012，集流器和叶轮对接部位的网格尺度为叶轮直径的0.008-0.01，蜗舌网格尺度为叶轮直径的0.01-0.012；流体域（static domain）与旋转域（rotation domain）定义材料点，启动非结构网格划分。

所述步骤f中，首先确定全开流量工况；进出口边界条件可均用opening边界条件（认为进出口均为未充分发展）或者进口全压出口静压，固体壁面采用无滑移光滑壁面，壁面函数为Scalable；交界面模型采用常规连接（General Connection），坐标变换模型采用冻结转子算法（Frozen Rotor）,网格连接方式采用GGI，旋转部件和静止部件通过交界面进行质量、动量和能量的交换。

所述步骤g中，采用双方程k-ωSST模型，双方程k-ωSST模型以湍动能k和其比耗散率ω为求解变量。

所述第二驱动电机输出轴上设有第一连接杆，所述第一连接杆底部设有第一连接板，所述第一连接板顶部设有第一滑块，所述第一连接杆底部设有与所述第一滑块相配合的第一滑槽，所述打磨辊设于所述第一连接板上，所述第一连接板上设有安装槽，所述打磨辊上设有与所述安装板相配合的第二连接板，所述第二连接板侧壁上设有限位杆，所述安装槽上设有与所述打磨辊相配合的第二通孔；所述第一连接杆侧壁上第一凹槽，所述第一凹槽内可转动连接有第三连接板，所述第三连接板上设有与所述第一滑槽相配合的第二滑槽，所述第三连接板上还设有与所述第二连接板相配合的第三通孔；在对打磨辊安装时，转动第三连接板，使第三连接板转动至水平状态，第一滑槽与第二滑槽相对齐，沿第一滑槽推动第一连接板，将第一连接板移动至第三连接板上，使安装槽处于第三通孔下方，将打磨辊插入到第三通孔内，使第二连接板进入到安装槽内，随后将第一连接板推动至第一滑槽一端，转动第三连接板，完成打磨辊的安装；在第一连接板与第三连接板的相互配合下，延长第一连接板的运动距离，使第一连接板从第一连接杆底部移出，以便直接将打磨辊装入到第一连接板上，降低打磨辊安装难度；在限位杆作用下对打磨辊起止转作用，使第二驱动电机驱动第一连接杆转动时带动打磨辊一同转动，以便在打磨辊作用下完成对叶轮轴孔内壁的打磨处理；在对打磨辊维护时，将第一连接板推送至第三连接板上，往上推动打磨辊，将打磨辊从安装槽内推出，以便直接将打磨辊从第一连接板上拆下，简化打磨辊拆装过程，降低打磨辊的维护成本；第一连接板运动至第一连接杆底部后，第二连接板与第一连接杆底部相接触，第一连接杆为第二连接板提供支撑力，提升打磨辊与第一连接板的连接效果，保证设备运行的可靠性。

所述第二安装板上设有第一气缸，所述第一气缸活塞杆上设有第四连接板，所述安装板设于所述第四连接板底部，所述第四连接板上设有第一活动腔，所述第三驱动电机设于所述第一活动腔内，所述第一活动腔底部设有第四通孔，所述安装块顶部设有凸块，所述凸块穿设于所述第四通孔内，所述凸块上设有第五通孔，所述第三驱动电机输出轴上设有凸轮，所述凸轮与所述第五通孔偏心设置；所述安装块上设有第二凹槽，所述打磨板设于所述第二凹槽内，所述打磨板可做水平移动；当安装块插入到轴孔内后，打磨板往第二凹槽外侧运动，使打磨板与轴孔内壁相接触，第三驱动电机驱动凸轮转动，凸轮凸缘与第五通孔内壁接触推动凸块上下运动，凸块带动安装块上下运动，使打磨板与轴孔内壁相接触，完成轴孔内壁的打磨处理；在凸轮与第五通孔的相互配合下，凸轮在转动过程中即可完成安装块的上下运动，安装块带动打磨板上下移动，以便使打磨板与轴孔内壁相互摩擦，对轴孔内壁起打磨处理；安装块在插入到轴孔内后通过打磨板的水平移动使打磨班与轴孔内壁处于贴合状态，保证打磨板与轴孔内壁的接触效果，从而提升打磨板对轴孔的打磨效果。

本发明具有以下优点：通过对风机的仿真测试，克服了目前研究中存在的缺陷，计算模拟和实际物理模型基本完全匹配，计算速度快、处理量少、计算精度高。

附图说明

图1为本发明叶轮加工设备的结构示意图。

图2为本发明叶轮加工设备的剖面示意图一。

图3为图2中的A处放大图。

图4为图2中的B处放大图。

图5为图2中的C处放大图。

图6为图2中的D处放大图。

图7为图2中的E处放大图。

图8为本发明叶轮加工设备的剖面示意图二。

图9为图8中的F处放大图。

图10为本发明叶轮加工设备的剖面示意图三。

图11为图10中的G处放大图。

图12为图10中的H处放大图。

图13为本发明叶轮加工设备的剖面示意图四。

图14为图13中的I处放大图。

图15为图13中的J处放大图。

具体实施方式

一种闭式离心风机仿真测试方法，包括：

S1，根据二维图纸或者点数据，在三维建模软件中，导入几何数据，建立风机气动三维模型，壁面尽可能光滑、简单，在后续的网格处理中，提高网格质量；在风机的进出口适当延长，减少风机进出口气动的不稳定性对计算结果的干扰；在气动三维模型中，划分流体域和旋转域，在用一个虚拟的多块面包裹叶轮，内部的域定义为旋转域，其他部分定义为流体域。

S2，处理好的气动三维模型，导入网格划分软件；气动核心部位，包括叶片、叶轮前后盘、集流器和叶轮对接部位、蜗舌等特殊加密，其他部位采用全域尺寸控制；全域网格尺度为风机叶轮直径的0.025-0.05，叶片网格尺度为叶轮直径的0.008-0.01，前后盘网格尺度为叶轮直径的0.01-0.012，集流器和叶轮对接部位网格尺度为叶轮直径的0.008-0.01，蜗舌网格尺度为叶轮直径的0.01-0.012；流体域（static domain）与旋转域（rotationdomain）定义材料点，启动非结构网格划分。

S3, 划分的网格进行smooth（光滑优化）处理，设置优化上限值，进行网格质量优化，最后检查网格质量，导出与数值计算软件匹配的网格文件。

S4，处理好的网格导入流体计算软件，设置计算流动状态（steady state ），建立计算域，包括流体域和旋转域，在域中定义流体介质性质、背景压力、转速等。

S5, 定义边界条件，包括进口边界条件、出口边界条件、壁面边界条件等；首先确定全开流量工况；进出口边界条件可均用opening边界条件（认为进出口均为未充分发展）或者进口全压出口静压，固体壁面采用无滑移光滑壁面，壁面函数为Scalable；交界面模型采用常规连接（General Connection），坐标变换模型采用冻结转子算法（Frozen Rotor）,网格连接方式采用GGI，旋转部件和静止部件通过交界面进行质量、动量和能量的交换。

S6，选取湍流模型，对闭式离心风机建模。

采用双方程模式计算。

双方程k-ωSST模型以湍动能k和其比耗散率ω为求解变量。

湍流变量的控制方程为

上式中右侧前三项分别为生成项、耗散项和扩散项，ω方程右侧第四项为交叉扩散项；其中：

式（5）利用了求和规则，P简化为

在k方程中需要对P进行限制，即

湍流动力粘性按式（12）计算

其中

,

式中：ω为湍动能耗散率；

为密度；

（j=1,2,3）为速度分量；

为层流黏性；

为湍流运动黏性；

为分子运动黏性；

为黏性切应力；

为旋度幅度；d为网格到最近壁面的距离；

、

和

为封闭常数，前6各常数在内层和外层中具有不同的值，通过加权平均得到方程式中的值；即对任意常数

，有

式中下表1表示为内层的常数值；下表2表示外层中的常数值；加权函数

为

用到的各方程封闭常数为：

，

,

，

,

，

，

S7，对数值做运算：对流项采用高分辨率法（High Resolution），湍流数值算法采用一介格式（First order）。

S9，在风机关键位置设置目标参数监控点，启动模拟计算，监控关键物理参数，判断计算是否收敛，判断依据有：

1）模型残差（RMS）是否达到标准；2）计算物理参数（特别是敏感物理参数）是否趋于稳定；3）质量是否守恒；

S10，模型收敛后，查看结果文件(res.)，进行风机全开时初始的风量、风压、扭矩、效率等数据的提取；

S11，启动全工况性能计算，对于引风机，进出口边界条件可用进口流量或速度，出口静压；对于鼓风机，进出口边界条件用进口全压，出口流量。

S12，进行网格无关性分析，分析数据的稳定性，提取数据及数据统计分析，分析流场特性，为风机气动性能优化方向提供信息。

所述风机的叶轮生产时需进入到叶轮加工设备内做加工处理，如图1-15所示，所述叶轮加工设备包括输送台1、设于所述输送台1下方的第一安装板2及设于所述输送台1上方的第二安装板3，所述输送台1侧壁上设有挡板，所述挡板上设有第一活动槽，所述第一活动槽内设有转辊，所述转辊上套设有传送带11，所述输送台1上第一通孔，所述第一通孔内壁上设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有可做上下运动的支撑板12，所述第二安装板3上设有与所述支撑板12相配合的压板32，所述第二安装板3顶部设有用于驱动所述压板32转动的第一驱动电机33，所述第二安装板3底部设有打磨辊361和安装块39，所述安装块39上设有打磨板391，所述第二安装板3上还设有用于驱动所述打磨辊361转动的第二驱动电机34和用于驱动所述安装块39做上下运动的第三驱动电机381；在对叶轮做加工处理时，将叶轮放置在输送台1上，叶轮侧壁与传送带11相接触，在传送带11作用下带动叶轮在输送台1上移动，将叶轮输送至第一通孔位置处，叶轮进入到第一通孔内将叶轮固定，第二安装板3往下运动，使压板32压在叶轮表面，第一驱动电机33驱动压板32转动，压板32带动叶轮转动，使叶轮上的轴孔与打磨辊361和安装块39相对齐，第二安装板3继续下降，使打磨辊361和安装块39插入到叶轮上的轴孔内，第二驱动电机34驱动打磨辊361转动，第三驱动电机381驱动安装块39上下运动，对叶轮上的轴孔内壁做打磨处理；当叶轮轴孔完成打磨处理后，支撑板12往上运动，支撑板12推动叶轮往上运动，将叶轮从第一通孔内推出，叶轮侧壁与传送带11接触，传送带11带动叶轮继续往前移动，将加工完成后的叶轮从输送台1上运出。

第二安装板顶部设有第五连接杆，第五连接杆顶部设有第五连接板31，第五连接板顶部设有第二气缸，第二气缸对第二安装板的升降运动做控制；第二安装板上设有第三活动腔，压板顶部设有第六连接杆321，第三活动腔底部设有与所述第六连接杆相配合的第二通腔，第六连接杆顶部设有第二连接弹簧322，第三活动腔内设有传动板331，传动板设于所述第一驱动电机输出轴上，第二连接弹簧顶端固连于所述传动板底部，压板顶部还设有伸缩杆，伸缩杆顶端固连于所述传动板上；在伸缩杆作用下对第二连接弹簧起保护作用，避免第二连接弹簧受力弯折，保证传动板对压板传动的可靠性；支撑板顶部设有橡胶垫，压板压在叶轮上时使叶轮挤压橡胶垫，在橡胶垫作用下增加支撑板与叶轮的接触效果，以便将叶轮固定在支撑板上。

第一活动槽底部设有第六通孔，支撑板底部设有与所述第六通孔相配合的第二连接杆23，第一安装板上设有与所述第二连接杆相配合的第一套管22，第二连接杆穿设于所述第一套管内，所述第一安装板上设有与所述第一套管相配合的通气孔，所述通气孔与一第一输气管相连；当叶轮加工完成后，第一输气管往第一套管内输送空气，第一套管内气压增加，在气压作用下推动第二连接杆往上运动，从而推动支撑板往上运动，使支撑板将加工完成后的叶轮从第一通孔内推出，以便对加工完成的叶轮做收集。

第二连接杆上设有第一通腔，第一通腔顶部直径大于第一通腔底部直径，第一通腔内设有密封板231，密封板设于第一通腔底部，密封板顶部设有第三连接杆232，第一通腔内壁通过一第四连接杆连接有第二套管233，第三连接杆穿设于所述第二套管内，所述第三连接杆顶部设有密封弹簧；支撑板上设有第二活动腔，第二活动腔内设有第一连接弹簧123，第一连接弹簧顶部设有第一推板121，第一推板顶部设有第一推块122，第二活动腔顶部设有与所述第一推块相配合的第七通孔；当第一连接杆推动支撑板往上运动时，支撑板运动至最大高度，叶轮与输送台表面仍存在高度差，第一输气管继续往第一套管内输气流，气流推动密封板往上运动，使密封板运动至第一通腔顶部，气流从密封板与第一通腔内壁间流过，使气流进入到第二活动腔内，气流推动第一推板往上运动，第一推块从第七通孔内伸出，第一推块与叶轮相接触，使第一推块推动叶轮往上运动，使叶轮上升至与输送台表面处于同一高度位置，以便使传送带与叶轮形成配合，将叶轮从输送台上运出。

所述第一安装板上设有接料盒21，第一安装板上还设有与所述接料盒相配合的限位板，接料盒设于第一通孔下方，用于收集打磨产生的碎屑，以便对碎屑做统一收集，方便对碎屑做处理。

所述第二驱动电机34输出轴上设有第一连接杆35，所述第一连接杆35底部设有第一连接板36，所述第一连接板36顶部设有第一滑块，所述第一连接杆35底部设有与所述第一滑块相配合的第一滑槽，所述打磨辊361设于所述第一连接板36上，所述第一连接板36上设有安装槽，所述打磨辊361上设有与所述安装槽相配合的第二连接板，所述第二连接板侧壁上设有限位杆，所述安装槽上设有与所述打磨辊361相配合的第二通孔；所述第一连接杆35侧壁上第一凹槽，所述第一凹槽内可转动连接有第三连接板37，所述第三连接板37上设有与所述第一滑槽相配合的第二滑槽，所述第三连接板37上还设有与所述第二连接板相配合的第三通孔；在对打磨辊361安装时，转动第三连接板37，使第三连接板37转动至水平状态，第一滑槽与第二滑槽相对齐，沿第一滑槽推动第一连接板36，将第一连接板36移动至第三连接板上，使安装槽处于第三通孔下方，将打磨辊361插入到第三通孔内，使第二连接板进入到安装槽内，随后将第一连接板36推动至第一滑槽一端，转动第三连接板37，完成打磨辊361的安装；在第一连接板与第三连接板的相互配合下，延长第一连接板的运动距离，使第一连接板从第一连接杆底部移出，以便直接将打磨辊装入到第一连接板上，降低打磨辊安装难度；在限位杆作用下对打磨辊起止转作用，使第二驱动电机驱动第一连接杆转动时带动打磨辊一同转动，以便在打磨辊作用下完成对叶轮轴孔内壁的打磨处理；在对打磨辊维护时，将第一连接板推送至第三连接板上，往上推动打磨辊，将打磨辊从安装槽内推出，以便直接将打磨辊从第一连接板上拆下，简化打磨辊拆装过程，降低打磨辊的维护成本；第一连接板运动至第一连接杆底部后，第二连接板与第一连接杆底部相接触，第一连接杆为第二连接板提供支撑力，提升打磨辊与第一连接板的连接效果，保证设备运行的可靠性。

第一凹槽内壁上设有连接块351，连接块上设有第三滑槽，第三连接板侧壁上设有与所述第三滑槽相配合的第二滑块371，第三连接板可转动设于所述第二滑块上，第三滑槽侧壁上设有通槽，第二滑块侧壁上设有与所述通槽相配合的第二推块；第一连接板上设有与所述第三连接板相配合的第三凹槽；当打磨辊完成安装后，转动第三连接板，将第三连接板转动至竖直状态，使第三连接板运动至第一凹槽内，往下推动第二推块，第二推块带动第三连接板往下运动，使第三连接板插入到第三凹槽内，第三连接板对第一连接板起固定作用，避免第一连接板在第一连接杆底部移动，提升打磨辊与第一连接板的连接效果。

所述第二安装板3上设有第一气缸，所述第一气缸活塞杆上设有第四连接板38，所述安装块39设于所述第四连接板38底部，所述第四连接板38上设有第一活动腔，所述第三驱动电机381设于所述第一活动腔内，所述第一活动腔底部设有第四通孔，所述安装块39顶部设有凸块391，所述凸块391穿设于所述第四通孔内，所述凸块391上设有第五通孔，所述第三驱动电机381输出轴上设有凸轮382，所述凸轮382与所述第五通孔偏心设置；所述安装块39上设有第二凹槽，所述打磨板392设于所述第二凹槽内，所述打磨板392可做水平移动；当安装块39插入到轴孔内后，打磨板392往第二凹槽外侧运动，使打磨板392与轴孔内壁相接触，第三驱动电机381驱动凸轮382转动，凸轮382凸缘与第五通孔内壁接触推动凸块391上下运动，凸块391带动安装块39上下运动，使打磨板392与轴孔内壁相接触，完成轴孔内壁的打磨处理；在凸轮与第五通孔的相互配合下，凸轮在转动过程中即可完成安装块的上下运动，安装块带动打磨板上下移动，以便使打磨板与轴孔内壁相互摩擦，对轴孔内壁起打磨处理；安装块在插入到轴孔内后通过打磨板的水平移动使打磨班与轴孔内壁处于贴合状态，保证打磨板与轴孔内壁的接触效果，从而提升打磨板对轴孔的打磨效果。

安装块上设有第四活动腔，第四活动腔与所述第二凹槽相通，打磨板侧壁上铰接有第六连接板393，打磨板为三组，第二凹槽也为三组，三组打磨板上的第六连接板铰接于一点，第四活动腔底部设有与所述第六连接板相配合的支撑弹簧394；第四活动腔顶部设有第二推板，第二推板顶部设有第七连接板396，第四活动腔与一第二输气管相通；当安装块插入到轴孔内后，第二输气管往第四活动腔内输送气流，使空气进入到第四活动腔内，气流推动第六连接板往下运动，使第二推板推动第六连接板绕连接点转动，第六连接板绕连接点往水平方向转动，使第六连接板推动打磨板往第二凹槽外侧移动，打磨板与轴孔内壁相接触，提升打磨板对轴孔内壁的打磨效果。

输送台上设有摄像头，摄像头正对第一通孔，通过摄像头对叶轮上的轴孔位置做监测，使叶轮轴孔上的限位孔转动至指定位置上。

在对叶轮做加工处理时，将叶轮置于输送台上，叶轮侧壁与传送带相接触，在传送带作用下带动叶轮移动，叶轮移动至第一通孔位置处后掉落至第一通孔，使叶轮置于支撑板上，第二气缸驱动第二安装板往下运动，使压板压在叶轮表面，第一驱动电机驱动压板转动，对叶轮的角度进行调整，使叶轮轴孔上的限位孔转动至指定位置处，第二气缸继续推动第二安装板往下运动，安装块和打磨辊分别插入到限位孔和轴孔内，第二驱动电机驱动打磨辊转动，第三驱动电机驱动安装块做上下运动，在打磨辊打磨板的作用下对轴孔内壁做打磨处理；当轴孔打磨完成后，第一输气管往第一套管内输送气流，在气压作用下推动支撑板往上运动，支撑板推动叶轮往上运动，当支撑板上升至最大高度后，第一推块往上运动，推动叶轮底面上升至与输送台表面处于同一平面位置，传送带与叶轮侧壁相接触，带动叶轮从输送台上输出，以便对加工后的叶轮做收集。

Claims

1.一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：包括：

a、建立与物理模型匹配的三维气动模型；

b、在气动三维模型中，划分流体域和旋转域，再用一个虚拟的多块面包裹叶轮，内部的域定义为旋转域，其他部分定义为流体域；

c、将处理好的气动三维模型，导入网格划分软件，进行非结构网格划分；

e、处理好的网格导入流体计算软件，设定定义域属性和介质属性；

f、定义边界条件，包括进口边界条件定义、出口边界条件定义及壁面边界条件定义；

g、采用SST湍流模型，对闭式离心风机建模；

i、启动模拟计算，监控关键物理参数，判断计算是否收敛；

k、启动全工况性能计算：对于引风机，进出口边界条件可用进口流量或速度，出口静压；l对于鼓风机，进出口边界条件用进口全压，出口流量；

所述风机的叶轮生产时需进入到叶轮加工设备内做加工处理，所述叶轮加工设备包括输送台（1）、设于所述输送台（1）下方的第一安装板（2）及设于所述输送台（1）上方的第二安装板（3），所述输送台（1）侧壁上设有挡板，所述挡板上设有第一活动槽，所述第一活动槽内设有转辊，所述转辊上套设有传送带（11），所述输送台（1）上第一通孔，所述第一通孔内壁上设有第二活动槽，所述第二活动槽内设有可做上下运动的支撑板（12），所述第二安装板（3）上设有与所述支撑板（12）相配合的压板（32），所述第二安装板（3）顶部设有用于驱动所述压板（32）转动的第一驱动电机（33），所述第二安装板（3）底部设有打磨辊（361）和安装块（39），所述安装块（39）上设有打磨板（391），所述第二安装板（3）上还设有用于驱动所述打磨辊（361）转动的第二驱动电机（34）和用于驱动所述安装块（39）做上下运动的第三驱动电机（381）；在对叶轮做加工处理时，将叶轮放置在输送台（1）上，叶轮侧壁与传送带（11）相接触，在传送带（11）作用下带动叶轮在输送台（1）上移动，将叶轮输送至第一通孔位置处，叶轮进入到第一通孔内将叶轮固定，第二安装板（3）往下运动，使压板（32）压在叶轮表面，第一驱动电机（33）驱动压板（32）转动，压板（32）带动叶轮转动，使叶轮上的轴孔与打磨辊（361）和安装块（39）相对齐，第二安装板（3）继续下降，使打磨辊（361）和安装块（39）插入到叶轮上的轴孔内，第二驱动电机（34）驱动打磨辊（361）转动，第三驱动电机（381）驱动安装块（39）上下运动，对叶轮上的轴孔内壁做打磨处理；当叶轮轴孔完成打磨处理后，支撑板（12）往上运动，支撑板（12）推动叶轮往上运动，将叶轮从第一通孔内推出，叶轮侧壁与传送带（11）接触，传送带（11）带动叶轮继续往前移动，将加工完成后的叶轮从输送台（1）上运出。

2.按照权利要求1所述的一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：所述步骤b中，将风机的进出口适当延长，减少风机进出口气动的不稳定性对计算结果的干扰；在气动三维模型中，划分流体域和旋转域，再用一个虚拟的多块面包裹叶轮，内部的域定义为旋转域，其他部分定义为流体域，采用相对坐标系计算分析，减少模型计算量。

3.按照权利要求1所述的一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：所述步骤c中，对气动核心部位，包括叶片、叶轮前后盘、集流器和叶轮对接部位、蜗舌加密处理，其他部位采用全域尺寸控制；全域网格尺度为风机叶轮直径的0.025-0.05，叶片网格尺度为叶轮直径的0.008-0.01，前后盘网格尺度为叶轮直径的0.01-0.012，集流器和叶轮对接部位的网格尺度为叶轮直径的0.008-0.01，蜗舌网格尺度为叶轮直径的0.01-0.012；流体域（staticdomain）与旋转域（rotation domain）定义材料点，启动非结构网格划分。

4.按照权利要求1所述的一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：所述步骤f中，首先确定全开流量工况；进出口边界条件可均用opening边界条件（认为进出口均为未充分发展）或者进口全压出口静压，固体壁面采用无滑移光滑壁面，壁面函数为Scalable；交界面模型采用常规连接（General Connection），坐标变换模型采用冻结转子算法（FrozenRotor）,网格连接方式采用GGI，旋转部件和静止部件通过交界面进行质量、动量和能量的交换。

5.按照权利要求1所述的一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：所述步骤g中，采用双方程k-ωSST模型，双方程k-ωSST模型以湍动能k和其比耗散率ω为求解变量。

6.按照权利要求1所述的一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：所述第二驱动电机（34）输出轴上设有第一连接杆（35），所述第一连接杆（35）底部设有第一连接板（36），所述第一连接板（36）顶部设有第一滑块，所述第一连接杆（35）底部设有与所述第一滑块相配合的第一滑槽，所述打磨辊（361）设于所述第一连接板（36）上，所述第一连接板（36）上设有安装槽，所述打磨辊（361）上设有与所述安装槽相配合的第二连接板，所述第二连接板侧壁上设有限位杆，所述安装槽上设有与所述打磨辊（361）相配合的第二通孔；所述第一连接杆（35）侧壁上第一凹槽，所述第一凹槽内可转动连接有第三连接板（37），所述第三连接板（37）上设有与所述第一滑槽相配合的第二滑槽，所述第三连接板（37）上还设有与所述第二连接板相配合的第三通孔；在对打磨辊（361）安装时，转动第三连接板（37），使第三连接板（37）转动至水平状态，第一滑槽与第二滑槽相对齐，沿第一滑槽推动第一连接板（36），将第一连接板（36）移动至第三连接板上，使安装槽处于第三通孔下方，将打磨辊（361）插入到第三通孔内，使第二连接板进入到安装槽内，随后将第一连接板（36）推动至第一滑槽一端，转动第三连接板（37），完成打磨辊（361）的安装。

7.按照权利要求1所述的一种闭式离心风机仿真测试方法，其特征在于：所述第二安装板（3）上设有第一气缸，所述第一气缸活塞杆上设有第四连接板（38），所述安装块（39）设于所述第四连接板（38）底部，所述第四连接板（38）上设有第一活动腔，所述第三驱动电机（381）设于所述第一活动腔内，所述第一活动腔底部设有第四通孔，所述安装块（39）顶部设有凸块（391），所述凸块（391）穿设于所述第四通孔内，所述凸块（391）上设有第五通孔，所述第三驱动电机（381）输出轴上设有凸轮（382），所述凸轮（382）与所述第五通孔偏心设置；所述安装块（39）上设有第二凹槽，所述打磨板（392）设于所述第二凹槽内，所述打磨板（392）可做水平移动；当安装块（39）插入到轴孔内后，打磨板（392）往第二凹槽外侧运动，使打磨板（392）与轴孔内壁相接触，第三驱动电机（381）驱动凸轮（382）转动，凸轮（382）凸缘与第五通孔内壁接触推动凸块（391）上下运动，凸块（391）带动安装块（39）上下运动，使打磨板（392）与轴孔内壁相接触，完成轴孔内壁的打磨处理。