秋沙鴨作為自然界中飛行速度較快的鳥類之一,在數(shù)萬年進(jìn)化過程的自然競爭中逐漸演化出符合空氣動(dòng)力學(xué)特征的流線型身軀及羽翼,幫助其在長距離遷徙中保持高效飛行狀態(tài)以節(jié)省體力,也使其能夠快速靠近并抓捕魚類和昆蟲。研究表明,秋沙鴨翅膀翼型具有下表面彎度較大、弦向厚度較大的特點(diǎn)

,在運(yùn)動(dòng)過程中能夠在翼型上下兩側(cè)產(chǎn)生較大壓力差,從而獲得較高升阻比,提升飛行效率,降低能耗損失。因此,研究秋沙鴨翼型特征并將其應(yīng)用于葉輪機(jī)械設(shè)計(jì),對(duì)于改善設(shè)備氣動(dòng)性能,提升運(yùn)行效率具有重要價(jià)值。

貫流風(fēng)機(jī)因其送風(fēng)距離較長、出風(fēng)狀態(tài)均勻等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于空調(diào)領(lǐng)域。由于其內(nèi)部流場具有獨(dú)特的偏心渦特征,并且氣流兩次橫貫穿過葉輪葉道,使貫流風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場研究和葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較大難度。早期貫流風(fēng)機(jī)主要通過理論分析、實(shí)驗(yàn)測試和可視化技術(shù)進(jìn)行研究

。隨著計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展,CFD數(shù)值分析技術(shù)逐漸在流場模擬及仿真計(jì)算領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,也為風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場研究及相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的方法。由于貫流風(fēng)機(jī)通常具有較大軸向長度,研究者出于簡化計(jì)算目的,常使用二維模型

或三維簡化模型

代替三維整體模型進(jìn)行貫流風(fēng)機(jī)流場分析。然而,二維數(shù)值計(jì)算僅能模擬貫流風(fēng)機(jī)某一截面流場特征,對(duì)于由導(dǎo)風(fēng)板、葉輪中盤、葉輪交錯(cuò)角等軸向不均勻特征引起的軸向流動(dòng)變化無法進(jìn)行仿真分析,在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中會(huì)產(chǎn)生一定偏差。劉敏

對(duì)無葉輪交錯(cuò)角的直葉片貫流風(fēng)機(jī)分別進(jìn)行了二維、三維計(jì)算,結(jié)果顯示兩種物理模型計(jì)算風(fēng)量誤差超過11%。伍禮兵

采用二維模型模擬某款空調(diào)室內(nèi)機(jī),計(jì)算風(fēng)量與實(shí)測結(jié)果誤差為10%,計(jì)算噪聲與實(shí)測結(jié)果誤差為8.3%。Wu等

分別將直葉片、帶拔模角的直葉片和帶葉輪交錯(cuò)角的直葉片應(yīng)用于貫流風(fēng)機(jī)并進(jìn)行了二維、三維計(jì)算,結(jié)果顯示采用直葉片的貫流風(fēng)機(jī)的二維、三維計(jì)算結(jié)果相差最小,具有葉輪交錯(cuò)角的貫流風(fēng)機(jī)二維、三維計(jì)算結(jié)果相差最大。因此,針對(duì)具有導(dǎo)風(fēng)板、葉輪中盤、葉輪交錯(cuò)角等軸向不均勻特征的貫流風(fēng)機(jī),采用三維模型進(jìn)行數(shù)值分析是十分必要的。

葉輪作為貫流風(fēng)機(jī)內(nèi)部主要做功部件,其結(jié)構(gòu)特征對(duì)于風(fēng)機(jī)性能具有直接影響。貫流風(fēng)機(jī)葉輪優(yōu)化的常規(guī)方向主要是針對(duì)葉輪吸氣角

、葉片數(shù)

、葉輪內(nèi)外徑比

、葉片內(nèi)外周角

、葉片扭曲角

等葉片特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,在葉片結(jié)構(gòu)方面也有針對(duì)葉片中弧線分布

、葉片斜度

、尾緣結(jié)構(gòu)

的設(shè)計(jì)研究。近年來,部分研究者對(duì)自然界中鳥類、魚類外形及運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行提取,并為葉輪機(jī)械的葉片型線設(shè)計(jì)提供了經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)。華欣

將海鷗翼型應(yīng)用于風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì),減少了葉片旋轉(zhuǎn)過程中的附面層分離,提高了葉片效率。王夢(mèng)豪等

將長耳鸮翼型應(yīng)用于離心風(fēng)機(jī)葉片仿生設(shè)計(jì),有效改善了葉片表面流動(dòng)分離現(xiàn)象。熊仲營等

采用仿魚形葉片使多翼離心風(fēng)機(jī)風(fēng)量增大12.5%,效率提升5.65%。Zhu等

將鸮、海鷗、秋沙鴨、水鴨等4種鳥類翼型應(yīng)用于船用螺旋槳葉片設(shè)計(jì),數(shù)值結(jié)果顯示:仿生螺旋槳提高了船舶螺旋槳效率,并減弱了葉尖渦強(qiáng)度。上述研究表明葉片仿生設(shè)計(jì)對(duì)改善葉輪機(jī)械性能具有顯著效果,但在貫流風(fēng)機(jī)方面,關(guān)于仿生應(yīng)用的研究目前相對(duì)較少。

所有的知識(shí)服務(wù)，最后落腳點(diǎn)都是人。因此，服務(wù)商普遍提供學(xué)者服務(wù)，通過機(jī)器自動(dòng)生成學(xué)者頁面輔助學(xué)者認(rèn)證自主添加方式，匯總研究人員的所有研究成果，評(píng)估并展示其科研能力，挖掘其社會(huì)關(guān)系，幫助其發(fā)現(xiàn)合適的合作者以解決復(fù)雜的研究問題；發(fā)現(xiàn)同類，拓展人脈圈；展示其影響力以獲取基金資助等。

針對(duì)改善空調(diào)室內(nèi)機(jī)用貫流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能、降低風(fēng)機(jī)功耗的目標(biāo),本文通過逆向工程方法提取了秋沙鴨翅膀展向40%截面翼型特征,基于加工條件及強(qiáng)度需求進(jìn)行葉片改型后應(yīng)用于貫流風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)。隨后采用三維模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,研究了仿秋沙鴨翼型葉片對(duì)貫流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的影響,并對(duì)比了具有不同葉輪交錯(cuò)角的仿秋沙鴨翼型葉輪的性能差異。最后,結(jié)合實(shí)驗(yàn)測試驗(yàn)證了仿秋沙鴨翼型葉輪對(duì)貫流風(fēng)機(jī)功耗損失的控制。

1 數(shù)值計(jì)算方法

1.1 物理模型及網(wǎng)格劃分

式中:

為空氣密度;

為空氣動(dòng)力黏度;

為翅片寬度。

首屆學(xué)員畢業(yè)后僅僅發(fā)表1篇文章，1項(xiàng)科研立項(xiàng)，無升級(jí)為擔(dān)任行政職務(wù)的學(xué)員。2017年平均每人發(fā)表1篇文章，科研立項(xiàng)共7項(xiàng)，升職擔(dān)任行政職務(wù)者7人，總成果達(dá)91.67%。

選取具有較優(yōu)空氣動(dòng)力學(xué)特性的秋沙鴨作為仿生對(duì)象,根據(jù)Liu等

采用激光掃描方法得到的秋沙鴨翅膀數(shù)據(jù),通過Birnbaum-Glauert方程得到翼型中弧線特征及厚度分布。

決策人員構(gòu)造直接影響矩陣如表4所示。將CFGJ轉(zhuǎn)換為PD-HFLTS，并對(duì)評(píng)估信息進(jìn)行沖突水平判定與調(diào)整，確定沖突水平依次為0.056,0.056,0.083,0.083，均小于群體沖突水平閾值因此群體評(píng)估信息的沖突水平在合理范圍內(nèi)；利用PD-HF-WA確定群體直接影響矩陣DI=(diny)4×4，如表5所示；將DI=(diny)4×4等價(jià)轉(zhuǎn)換為EDI=(ediny)4×4，進(jìn)而求得規(guī)范化綜合影響矩陣為NTDI=(ntdiny)4×4，結(jié)果如表6所示。

為保證數(shù)值模擬準(zhǔn)確性,本文首先對(duì)計(jì)算域進(jìn)行網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證,結(jié)果如圖4所示。當(dāng)總網(wǎng)格數(shù)超過4 400萬時(shí),貫流風(fēng)機(jī)的計(jì)算風(fēng)量變化量小于1%,認(rèn)為網(wǎng)格數(shù)對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的影響可忽略,最終選定計(jì)算模型總網(wǎng)格數(shù)為4 448萬,其中靜止域網(wǎng)格數(shù)為2 035萬,葉輪區(qū)網(wǎng)格數(shù)為2 413萬。

批注大致分類為眉批（批在書頭上）、旁批（批在字、詞、句的旁邊，文字右側(cè)）、夾批（批在字行的中間）和尾批（批在一段或全文之后）。

1.2 流場計(jì)算

采用商用軟件ANSYS Fluent對(duì)貫流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流域進(jìn)行數(shù)值計(jì)算?？刂品匠虨镹avier-Stokes方程,湍流模型選用Realizable

-

模型,近壁面函數(shù)采用Standard Wall模型,壓力速度耦合采用SIMPIEC格式。對(duì)流項(xiàng)使用二階迎風(fēng)格式,壓力和擴(kuò)散項(xiàng)為中心差分格式。進(jìn)出口均給定壓力邊界條件,進(jìn)口總壓設(shè)置為101 325 Pa,出口靜壓設(shè)置為101 325 Pa。葉輪區(qū)設(shè)置為旋轉(zhuǎn)區(qū)域,采用Frame Motion模型,其他區(qū)域?yàn)殪o止區(qū)域,動(dòng)靜交界面設(shè)置為interface。設(shè)定計(jì)算收斂殘差為10

。

由于換熱器結(jié)構(gòu)包含多組翅片,直接模擬難度較大,數(shù)值計(jì)算中通常采用多孔介質(zhì)模型模擬換熱器對(duì)流場的影響

。不同流速下的換熱器阻力可通過換熱器兩側(cè)的壓力變化表示,具體表達(dá)式如下

根據(jù)空調(diào)室外機(jī)風(fēng)道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)貫流風(fēng)機(jī)流體區(qū)域進(jìn)行三維建模,如圖2所示。數(shù)值建模過程中對(duì)除塵網(wǎng)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化處理,保留換熱器、導(dǎo)風(fēng)板及葉輪中盤。流體區(qū)域共包括進(jìn)口區(qū)、換熱器區(qū)、蝸殼區(qū)、葉輪區(qū)、葉輪內(nèi)部區(qū)、出口區(qū)等6個(gè)部分。

噪聲測試依據(jù)GB/T 7725—2004《房間空氣調(diào)節(jié)器》規(guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)置。測試環(huán)境為專業(yè)半消音室,實(shí)驗(yàn)室本底噪聲為17.0 dB,噪聲測試精度為±0.2 dB。噪聲測試系統(tǒng)包括聲壓傳感器、前置放大器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及噪聲分析軟件等。測試過程中將空調(diào)室外機(jī)進(jìn)行懸掛放置以模擬其使用環(huán)境特征,噪聲測試點(diǎn)布置在距離空調(diào)前面板水平方向1 m,距離空調(diào)出口垂直方向1 m的位置。噪聲數(shù)據(jù)經(jīng)分析軟件處理后進(jìn)行讀取。

Δ

=

+

(1)

式中:Δ

為換熱器兩側(cè)壓降;

為流過換熱器氣流流速;

、

為方程系數(shù)。

多孔介質(zhì)模型的黏性系數(shù)

和慣性系數(shù)

滿足如下關(guān)系式

(2)

(3)

本文選取某空調(diào)室內(nèi)機(jī)用貫流風(fēng)機(jī)作為研究對(duì)象,其主要部件包括空調(diào)殼體、蝸舌、換熱器、葉輪、出口導(dǎo)風(fēng)板等,如圖1所示。其中,葉輪沿軸向分為10節(jié),各節(jié)間葉輪交錯(cuò)角為3.7°,葉片呈不等距分布。

不必在每筆交易之前都進(jìn)行資信調(diào)查，多數(shù)時(shí)候廠家可直接參考已設(shè)定的經(jīng)銷商信用額度做決策。對(duì)于欠款較多或超過信用額度的經(jīng)銷商，必須定期進(jìn)行資信調(diào)查；至于在信用額度內(nèi)或欠款較少的經(jīng)銷商，則不必經(jīng)常大費(fèi)周折，可采取不定期方式，進(jìn)行小范圍的資信調(diào)查，從而節(jié)省資信調(diào)查的人力、物力和時(shí)間等成本。

通過建立換熱器單翅片模型,采用數(shù)值計(jì)算獲得換熱器兩側(cè)流速和壓降關(guān)系,如圖5所示。結(jié)合上述公式及換熱器的流速-壓降曲線,計(jì)算得出換熱器的黏性系數(shù)為1.6×10

m

,慣性系數(shù)為270 m

。

2 實(shí)驗(yàn)測試

空調(diào)室內(nèi)機(jī)氣動(dòng)性能及噪聲測試如圖6所示。氣動(dòng)性能測試依據(jù)GB/T 1236—2017《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道性能試驗(yàn)》規(guī)定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)置。氣動(dòng)性能測試系統(tǒng)型號(hào)為FL-2 ISO,主要包括風(fēng)室、噴嘴、輔助風(fēng)機(jī)、差壓變送器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置等。測試對(duì)象為帶有貫流風(fēng)機(jī)的空調(diào)室內(nèi)機(jī),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與數(shù)值建模保持一致,便于測試結(jié)果與數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。測試過程中,將空調(diào)室內(nèi)機(jī)放置于風(fēng)室入口并密封連接段以保證室內(nèi)機(jī)出風(fēng)口為風(fēng)室唯一進(jìn)氣端。針對(duì)不同轉(zhuǎn)速工況,利用測試軟件監(jiān)測噴嘴流速并通過電控系統(tǒng)更換噴嘴數(shù)量及噴嘴大小以調(diào)節(jié)風(fēng)室內(nèi)壓差,由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取各工況下的氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

土木工程的項(xiàng)目施工過程有很強(qiáng)的流動(dòng)性，當(dāng)前施工工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，造成了當(dāng)前土木工程的施工地點(diǎn)往往不固定，施工中需要進(jìn)行多次的移動(dòng)。同時(shí)，土木工程中施工人員大都未能經(jīng)過完善的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，專業(yè)施工技術(shù)的缺乏使得土木工程施工技術(shù)使用存在不足，且施工人員流動(dòng)性強(qiáng)。這兩類問題往往造成了施工內(nèi)容和施工質(zhì)量的不穩(wěn)定，直接影響了土木工程施工效率和施工質(zhì)量。

空調(diào)原型機(jī)不同轉(zhuǎn)速工況的數(shù)值計(jì)算風(fēng)量與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果對(duì)比如圖7所示。從圖中可以看出,數(shù)值計(jì)算所得空調(diào)原型機(jī)轉(zhuǎn)速-風(fēng)量曲線與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果具有相同變化趨勢(shì),二者絕對(duì)誤差隨轉(zhuǎn)速增大而增大。在最低轉(zhuǎn)速800 r·min

工況,原型機(jī)數(shù)值計(jì)算風(fēng)量為358 m

·h

,實(shí)驗(yàn)測試風(fēng)量為348 m

·h

,此時(shí)二者相對(duì)誤差最小,為2.9%;在最高轉(zhuǎn)速1 240 r·min

工況,原型機(jī)數(shù)值計(jì)算風(fēng)量為614 m

·h

,相比于實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果增大了27 m

·h

。相對(duì)誤差最大值出現(xiàn)在轉(zhuǎn)速940 r·min

工況,此時(shí)原型機(jī)實(shí)驗(yàn)測試風(fēng)量為424 m

·h

,數(shù)值計(jì)算結(jié)果增大了4.7%?？傮w而言,針對(duì)該空調(diào)原型機(jī)的數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果的絕對(duì)誤差隨轉(zhuǎn)速增大而增大,相對(duì)誤差基本呈現(xiàn)隨轉(zhuǎn)速增大而增大趨勢(shì)。多孔介質(zhì)模型的應(yīng)用、數(shù)值建模的準(zhǔn)確性等都是影響計(jì)算誤差的原因。在空調(diào)原型機(jī)全工況范圍內(nèi),數(shù)值計(jì)算的相對(duì)誤差最大值4.7%小于工程要求的5%,認(rèn)為本文的數(shù)值計(jì)算方法能夠有效模擬貫流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能。

3 仿秋沙鴨翼型葉片設(shè)計(jì)及應(yīng)用

3.1 仿生葉片設(shè)計(jì)

采用商用軟件Fluent meshing進(jìn)行計(jì)算域網(wǎng)格劃分。由于貫流風(fēng)機(jī)葉輪軸向尺寸較大,且各節(jié)間具有葉輪交錯(cuò)角,常規(guī)網(wǎng)格劃分方法會(huì)使總網(wǎng)格數(shù)過大。因此,本文對(duì)蝸殼區(qū)、換熱器區(qū)、葉輪內(nèi)部區(qū)、進(jìn)出口區(qū)等靜止域采用六面體和八面體混合網(wǎng)格處理以控制網(wǎng)格數(shù)量,對(duì)靜止域與葉輪區(qū)的交界面進(jìn)行局部網(wǎng)格加密。葉輪區(qū)作為貫流風(fēng)機(jī)內(nèi)部主要做功區(qū)域,采用六面體網(wǎng)格進(jìn)行劃分,網(wǎng)格劃分如圖3所示,并對(duì)葉片表面進(jìn)行局部加密。

根據(jù)文獻(xiàn)[25],秋沙鴨翅膀沿展向截取的任一位置處的翼型中弧線坐標(biāo)最大值

及翼型最大厚度

分布的關(guān)系式如下

(4)

(5)

式中:

為秋沙鴨某展向截面位置的翼型弦長;

為選取的秋沙鴨翅膀展向截面位置。廖根華

分析了多種鳥類翅膀翼型的氣動(dòng)性能,發(fā)現(xiàn)在各展向截面位置中,約40%截面位置處鳥類翅膀翼型的升阻比特性較好,故本文選取翅膀展向位置

=0.4。

根據(jù)關(guān)系式(4)和(5)給出的翼型中弧線坐標(biāo)最大值

及最大厚度

,計(jì)算得到秋沙鴨翅膀40%展向截面位置的翼型中弧線的分布坐標(biāo)

和翼型沿中弧線的厚度

分布如下

(6)

(7)

式中:

=

表示該展向截面位置的翼型弦長相對(duì)位置;

、

為約束該展向截面翼型的多項(xiàng)式系數(shù)。對(duì)于秋沙鴨翼型,

取值分別為

=3.938 5,

=0.746 6,

=1.840;

取值分別為

=-23.174 3,

=58.305 7,

=-64.367 4,

=25.762 9。

秋沙鴨翅膀該展向截面位置的翼型上、下側(cè)型線坐標(biāo)

、

計(jì)算方程如下

=

+

(8)

=

-

(9)

根據(jù)上述各式,提取并重構(gòu)秋沙鴨翅膀展向40%截面位置處的仿生翼型,翼型型線及厚度分布特征如圖8所示。從圖中可以看出,秋沙鴨翼型型線在90%弦長位置附近發(fā)生交叉,使靠近尾緣附近翼型厚度較小。如果直接應(yīng)用于貫流風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì),容易在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中引起葉片晃動(dòng)及破損。此外,研究發(fā)現(xiàn)秋沙鴨翼型尾緣附近脫落渦較強(qiáng),表明該翼型尾緣段氣動(dòng)性能較差

。因此,在貫流風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)過程中需對(duì)秋沙鴨翼型尾緣進(jìn)行改型。本文基于葉片加工要求,選擇彎度較大的秋沙鴨翼型前80%弦長范圍內(nèi)的型線,對(duì)尾緣位置進(jìn)行圓角處理后應(yīng)用于貫流風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)。

尾緣改型后的仿秋沙鴨翼型葉片型線和原型葉片型線對(duì)比如圖9所示。從圖中可以看出,仿秋沙鴨翼型葉片上表面型線和下表面型線較原型葉片均彎度增大,能夠提升葉片做功能力。仿秋沙鴨翼型葉片前緣附近厚度增大,尾緣附近厚度減小。與原型葉輪相比,仿秋沙鴨翼型葉片從葉片中部到葉片尾緣的厚度變化更加劇烈。

3.2 數(shù)值結(jié)果及分析

那天之后，她仍舊戴墨鏡，上班下班，和我一起吃飯。林全照樣在不固定的時(shí)間來找她，但與我，總沒有說一句話。我想現(xiàn)在這樣的狀態(tài)挺好的，在這個(gè)城市，慢慢與一個(gè)人熟起來，就像不再把自己隔在銅墻鐵壁之間。偶爾林全會(huì)留下來吃飯，我便和黃玲一起烹飪，仨人在燈下吃著暖暖的飯菜，常常會(huì)喝一杯。

依據(jù)秋沙鴨翼型型線設(shè)計(jì)貫流風(fēng)機(jī)葉片,分別選取2.5°、3.7°、5°葉輪交錯(cuò)角設(shè)置3個(gè)仿秋沙鴨翼型葉輪,葉片圓周分布角與原型一致。在1 240 r·min

條件工況下各方案數(shù)值計(jì)算結(jié)果如表1所示。采用仿秋沙鴨翼型葉片后,各方案風(fēng)量較原型風(fēng)機(jī)均提升,其中采用5°葉輪交錯(cuò)角的仿秋沙鴨翼型葉輪風(fēng)量最大,較原型提升4.5%。

為了對(duì)比采用不同葉輪的貫流風(fēng)機(jī)的軸向流場差異,沿風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸選取葉輪中盤外徑位置(

=0.046 m)的環(huán)截面,按圖10所示的進(jìn)氣側(cè)進(jìn)行觀察。

初中相對(duì)于小學(xué)來說，心理和身體都有了較大的發(fā)展，但是這還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，他們的社會(huì)經(jīng)歷比較少，還有較大的發(fā)展空間。而且這一時(shí)期的初中生正處于青春期的階段，這一階段的學(xué)生是比較叛逆的，且對(duì)于學(xué)習(xí)來說，外界各種各樣的事情都對(duì)其產(chǎn)生了深深的誘惑。他們認(rèn)為這些事情比學(xué)習(xí)有趣，從而對(duì)學(xué)生喪失興趣。教師要做的就是在照顧學(xué)生身體和心理的情況下，把學(xué)生的注意力引入課堂上，激發(fā)學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的興趣。這時(shí)，教師可以運(yùn)用多種教育方式和多種教育理念，開創(chuàng)多種教育活動(dòng)，讓學(xué)生積極參與，提高課堂的參與率。常用的手段首先是全班進(jìn)行朗誦，體會(huì)其中的韻味感情；其次是利用多媒體教學(xué)手段進(jìn)行課堂展示，聯(lián)系日常生活，減少陌生感等。

采用不同葉輪的貫流風(fēng)機(jī)在

=0.046 m位置環(huán)截面的速度分布如圖11所示。從圖中可以看出,貫流風(fēng)機(jī)流場具有明顯的軸向差異,葉輪上側(cè)中盤附近存在局部低速區(qū)。這是由于進(jìn)口氣流在中盤對(duì)應(yīng)位置受到阻擋后向中盤兩側(cè)分流,與附近的葉道位置進(jìn)氣氣流發(fā)生交叉,形成局部旋渦阻塞該區(qū)域葉道。與原型風(fēng)機(jī)相比,采用仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)葉輪中盤附近低速區(qū)面積減小,即仿生葉片改善了進(jìn)氣側(cè)流動(dòng)狀態(tài),使葉輪進(jìn)氣流速增大,在葉輪下側(cè)流速提升更為明顯。與3.7°仿秋沙鴨翼型葉輪相比,采用5°仿秋沙鴨翼型葉輪的低速區(qū)分布集中在靠近葉輪中段區(qū)域的位置,但速度的軸向分布更加均勻,有利于減弱各節(jié)葉輪內(nèi)氣流的相互影響,抑制風(fēng)機(jī)噪聲。因此,對(duì)于仿秋沙鴨翼型葉輪設(shè)計(jì),5°葉輪交錯(cuò)角性能更好。

總之，通過改進(jìn)加注潤滑油后，盤泵可以使柱塞表面因潤滑油的保護(hù)而減輕銹蝕，同時(shí)柱塞和盤根接觸面上因潤滑油的存在，避免了啟泵時(shí)因輸送介質(zhì)來不及進(jìn)入柱塞和盤根工作面造成的干磨現(xiàn)象的發(fā)生。

關(guān)于中小流域治理與開發(fā)的研究一直是熱點(diǎn)，成果很多[1-6]。長江下游的一級(jí)支流多而短小，水量豐富，受洪澇災(zāi)害和水土流失困擾，皖河有代表性。以治水為中心，引導(dǎo)與支持皖河流域水保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)流域綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，有典型意義。本文探討皖河流域治水與發(fā)展的關(guān)系及其相應(yīng)的政策約束與支持。

為便于觀察仿秋沙鴨翼型葉輪對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場影響,在葉輪旋轉(zhuǎn)域外側(cè)邊界上設(shè)置采樣點(diǎn),即采樣點(diǎn)到圓心距離為46 mm。取流動(dòng)狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定的第6節(jié)葉輪區(qū)中截面

=-0.032 8 m位置,5°仿秋沙鴨翼型葉輪和原型葉輪外圓周徑向速度分布如圖12所示,其中正值表示速度方向遠(yuǎn)離圓心,負(fù)值表示速度方向指向圓心。原型風(fēng)機(jī)的葉輪主要出口范圍為[127°,273°],采用仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)葉輪主要出口范圍為[166°,270°]。采用仿秋沙鴨翼型葉輪后出口范圍縮小,但氣流流出速度增大,在[222°,256°]范圍表現(xiàn)明顯。在靠近蝸舌附近,采用仿秋沙鴨翼型葉輪后低速區(qū)范圍由270°擴(kuò)大至273°,即該區(qū)域的偏心渦范圍擴(kuò)大,偏心渦強(qiáng)度增大,偏心渦外圍流速增大,使靠近葉輪進(jìn)口側(cè)局部[300°,320°]的偏心渦外圍氣流與進(jìn)氣相互干涉增強(qiáng),加劇了該區(qū)域的阻塞。在葉輪主要進(jìn)氣側(cè),采用仿秋沙鴨翼型葉輪后[340°,40°]附近區(qū)域進(jìn)氣流速增大,這是由于仿秋沙鴨翼型葉輪能夠改善進(jìn)口側(cè)由于負(fù)攻角作用導(dǎo)致的附面層堆積及二次流,從而緩解葉道進(jìn)口側(cè)阻塞狀況。仿秋沙鴨翼型葉輪45°附近存在明顯回流區(qū),這是由于采用仿秋沙鴨翼型葉輪使風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣流流速增大后,不同方向的入口氣流在葉輪外側(cè)的交匯作用增強(qiáng),使局部進(jìn)氣流速降低。采用仿秋沙鴨翼型葉輪后,蝸殼間隙[120°,180°]附近部分氣流流出區(qū)轉(zhuǎn)為流入?yún)^(qū),這是由于偏心渦范圍增大后外圍裹挾氣體范圍擴(kuò)大,使蝸殼間隙附近進(jìn)出氣流相互碰撞作用增強(qiáng),形成局部旋渦。

考慮軸向不均勻特征影響,監(jiān)測采用兩種葉輪的貫流風(fēng)機(jī)的軸向平均外圓周徑向速度分布,如圖13所示?；谳S向平均值的兩種葉輪進(jìn)氣范圍基本相同,但仍可觀察到仿秋沙鴨翼型葉輪270°附近低速區(qū)較原型葉輪擴(kuò)大,即偏心渦范圍擴(kuò)大。同時(shí),原本在

=-0.032 8 m位置監(jiān)測到的蝸殼間隙[120°,180°]附近的氣流方向變化已不明顯。葉輪進(jìn)氣側(cè)[340°,40°]范圍內(nèi),仿秋沙鴨翼型葉輪進(jìn)氣流速大于原型葉輪。在葉輪出口側(cè)240°附近,仿秋沙鴨翼型葉輪出口流速也呈現(xiàn)增大特點(diǎn)。值得一提的是,采用5°仿秋沙鴨翼型葉輪的軸向平均外圓周徑向速度分布曲線在出氣側(cè)[120°,270°]相對(duì)原型葉輪呈現(xiàn)明顯的波動(dòng)形狀,即對(duì)于仿秋沙鴨翼型葉輪該交錯(cuò)角不能夠完全消除葉輪流出氣流的周期特性,可以進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化以減弱該波動(dòng)狀態(tài)使出口氣流與蝸殼壁面的接觸碰撞更為均勻,進(jìn)一步控制風(fēng)機(jī)噪聲。

3.3 帶仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)性能測試

選取氣動(dòng)性能最優(yōu)的5°葉輪交錯(cuò)角仿秋沙鴨翼型葉輪進(jìn)行模型加工,送風(fēng)工況條件下,采用仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)與原型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖14所示。由圖可知,采用仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)在全風(fēng)量范圍功率均低于原型風(fēng)機(jī),即仿秋沙鴨翼型葉輪能夠改善貫流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能,有效降低風(fēng)機(jī)功耗。在500 m

·h

時(shí),采用仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)的功率降幅達(dá)到最大,為3.3%;在最大風(fēng)量時(shí),采用仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)功率降低1 W,較原型風(fēng)機(jī)降低2.6%。

制冷工況條件下,采用兩種不同葉輪的貫流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能及噪聲的實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果在表2中列出。從表中可以看到,在不同風(fēng)檔條件下,采用仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與原型風(fēng)機(jī)的風(fēng)量基本相同。但是,當(dāng)采用仿秋沙鴨翼型葉輪時(shí),貫流風(fēng)機(jī)功率降低,且隨著檔位降低功率降幅增大,低風(fēng)檔時(shí)功率減小0.6 W,相比原型降低2.7%。除中風(fēng)檔外,當(dāng)貫流風(fēng)機(jī)處于其他3個(gè)檔位時(shí),采用仿秋沙鴨翼型葉輪后噪聲均有一定降低,靜音檔時(shí)噪聲降低0.3 dB。

4 結(jié) 論

本文以具有較高飛行效率的秋沙鴨作為仿生對(duì)象,針對(duì)空調(diào)器用貫流風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行仿生設(shè)計(jì),采用三維數(shù)值計(jì)算方法研究了具有不同葉輪交錯(cuò)角的仿秋沙鴨翼型葉輪對(duì)貫流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和噪聲的影響,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果驗(yàn)證了采用仿秋沙鴨翼型葉片提升貫流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的效果,得到的主要結(jié)論如下。

(1)三維數(shù)值仿真能夠有效反映貫流風(fēng)機(jī)內(nèi)部軸向流動(dòng)對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響。葉輪中盤附近受氣流碰撞影響存在局部低速區(qū),通過葉片仿生設(shè)計(jì)和葉輪交錯(cuò)角優(yōu)化能夠改善該區(qū)域流場。對(duì)于本文的設(shè)計(jì),當(dāng)葉輪交錯(cuò)角為5°時(shí),仿秋沙鴨翼型葉輪的貫流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能最優(yōu)。

(2)采用仿秋沙鴨翼型葉片能夠改善貫流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài),增大偏心渦強(qiáng)度,提升葉輪做功能力。在葉輪進(jìn)口側(cè),仿秋沙鴨翼型葉片減少了進(jìn)口側(cè)內(nèi)圓周位置二次流,提高了葉輪進(jìn)氣速度,緩解了局部阻塞;在葉輪出口側(cè),仿秋沙鴨翼型葉片增大了出口流速,提高了風(fēng)機(jī)送風(fēng)效率。

(3)與原型機(jī)相比,采用仿秋沙鴨翼型葉片的貫流風(fēng)機(jī)在相同轉(zhuǎn)速下的實(shí)驗(yàn)測試風(fēng)量基本不變。在送風(fēng)工況條件下,功率最大降低1 W,降幅為3.3%;在制冷工況條件下,功率最大降幅為2.7%,噪聲最大降幅為0.3 dB。

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