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分体壁挂式空调室内机由于其噪声低、结构紧凑以及高的制冷量,逐渐成为人们日常生活所需要的家用电器的主流。随着科学进步的发展以及人们生活水平的提高,家用高性能空调室内机的需求增长迅速。在节能低碳背景下,对空调尤其是分体式室内机的性能提出了很高的要求,空调室内机在满足好的外观、低噪声和合理的价格同时,更加注重舒适性以及节能环保的要求。
本文以分体式空调器室内机内部的横流风机系统以及不同的进口导叶(InletGuide Vane,IGV)和不同的叶轮型式为主要研究对象,采用实验和CFD数值计算相结合的研究手段详细分析了空调室内机横流风机系统的气动.声学性能、内部流动形态以及声源表面的压力波动特点等。研究的主要工作包括:
1)设计并搭建了室内机横流风机系统气动和声学性能实验装置,该装置可以分析室内机变工况以及变几何参数的实验研究的需要;
2)采用实验和数值模拟的方法研究了室内机横流风机系统中叶轮加进口导叶情况下横流风机内部流动细节和气动性能。改变IGV的结构参数,得到进口不同预旋情况下,横流风机内部流动的变化以及进口损失的变化。同时,基于声类比方法分析了加IGV后的室内机横流风机系统声场变化;
3)对IGV叶轮形状进一步优化,设计了三种不同的IGV结构,并对其开展数值模拟研究,分析得到了不同IGV设计结果情况下横流风机系统的流场细节及其流动损失的变化。针对最优IGV结构进行了设计加工和气动声学实验,结果验证了数值的结论,新结构降低了横流风机系统能耗,但增大了噪声;
4)在横流风机单圆弧翼型的基础上,对叶轮出气边尾缘进行了三种不同的削尖处理。采用数值模拟的方法,计算了四种不同叶轮的非定常流场,分析了不同削尖方式对横流风机流场的影响,建立横流风机出口流动和气动声学性能的关联;
5)设计加工了优化后的横流风机尖尾缘叶轮,对其进行了气动和声学性能实验,得到了功耗降低和效率提高的结果。同时,尖叶轮增大了室内机横流风机系统的噪声。