[发明专利]一种基于数值模拟的通风机节能评价模式

权利要求书

1.一种基于数值模拟的通风机节能评价模式，其特征在于，包括如下步骤：

1)通风机物理模型建立：采用绘图软件GAMBLT根据待评价通风机的实际尺寸建立物理模型，待评价通风机的物理模型包括叶轮区域和整体，选定计算区域，计算区域包括叶轮区域、蜗壳区域和集流器区域；

2)模型网格划分：采用四面体和六面体相结合的方式对步骤1)所述的物理模型进行结构的网格划分，对壁面根据所在的区域，确定其相对于所在的流体是否为运动壁面，设定叶轮流动区域采用旋转参考系MRF坐标，叶轮外径相对于叶轮流体区域采用相对静止参考系，蜗壳壁面流体区域相对于叶轮流体动区域采用绝对静止参考系，生成计算网格；

3)选择计算方法并定义边界条件：将计算区域划分为定子区域和转电子区域，旋转叶轮和静止蜗壳之间的耦合采用混合平面模型，近壁处采用标准壁面函数，计算过程采用3DSIMPLE方法、二阶迎风差分格式，计算中控制方程采用标准k-ε紊流模型：

湍流粘度为：

式中：c_μ＝0.09，c₁＝1.44，2＝1.92，σ_k＝1.0，σ_ε＝1.3，

通风机进口边界条件按容积流量计算所得，采用速度均匀进口，速度为1.47m/s，通风机出口边界条件设置压力出口静压为大气压，空气密度为1.225kg/m³；

4)模拟计算并对模拟结果进行分析：将在GAMBIT中建好的模型输入到FLUENT软件中，设定好边界条件好进行计算，适当调整混合面模型的欠松弛因子，启动迭代计算，计算结果以风机轴向剖面图表示；

5)节能评价：根据通风机模拟结果中的流量、压力、扭矩计算风机的有效功率W₀及风机效率η，根据风机的有效功率W₀及风机效率η对通风机进行评价。

2.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的通风机节能评价模式，其特征在于：步骤1)所述建立物理模型采用先生成各部分关键点再生成相应的线、面和体的方法建立物理模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的通风机节能评价模式，其特征在于：风机的有效功率W₀及风机效率η的计算公式分别如式D和式E所示：

其中，为平均风机进口全压，为平均风机出口全压，为平均风机流量，W为电机输入功率，η₁为电机效率，η₂为电机的联轴传动效率。