[发明专利]一种吸尘器用离心风机的气动性能的优化方法

说明书

本发明公开了一种吸尘器用离心风机气动性能的优化方法，根据吸尘器风机相关参数建立准确的计算模型，计算各个工况下的CFD仿真结果，并进行分析优化。本发明的计算模型更符合实际条件，使得计算结果更加准确。风机运行中的高速旋转状态采用MRF模型进行计算，降低了计算成本，缩短了计算时间。针对各个工况进行了计算，并将计算结果与实验就过进行对比，验证了本发明方法的可靠性。本发明的方法可直接服务于吸尘器风机的性能计算和产品设计，能降低实验成本，更高效地获得优化结果。

技术领域

本发明涉及离心风机的优化设计领域，具体涉及一种吸尘器用离心风机的气动性能的优化方法。

背景技术

随着社会的发展和时代的变迁，离心式风机作为各式各样风机中使用频次最高的种类，已经大量应用于生产、工业以及生活等各个领域。其中，小型离心式风机被广泛应用于家用吸尘器中。但是吸尘器风机一般存在噪声大、性能低的问题，因此，改进吸尘器所使用的小型离心式风机，提高风机的工作效率，对节约能源和资源配置有着非常重要的意义。

传统的方法由于受到计算机软硬件的限制，风机的设计与优化主要依赖实验手段进行，此方法的弊端在于难以准确描述风机内部流动近况，以至于优化后的风机可靠性差、性价比低，想要得到风机的具体性能需要很长的实验周期。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种吸尘器用离心风机的气动性能的优化方法，不仅可以揭示风机内部的流动情况，还能对风机进行一系列的优化处理，可以在很短时间内对风机进行优化处理，并取得好的效果。

一种吸尘器用离心风机的气动性能的优化方法，包括以下步骤：

步骤1，建立离心风机初始模型；

步骤2，生成对应的计算网格；

步骤3，根据实际情况设置相应的边界条件和计算方法；

步骤4，根据不同工况设置不同转速以及对应的入口流量，将CFD仿真计算得到的结果与实验数据进行对比，验证计算方法的可靠性；

步骤5，对风机相关结构参数进行优化设计，使得离心风机获得最佳的工作环境。

作为改进的是，步骤1所述风机初始模型包括风机进风管、叶轮罩、动叶轮、定叶轮、电机、电机支架、机壳、风机出风口；所述风机进风管焊接于叶轮罩的风口处，定叶轮和电机支架通过螺栓贯穿固定在所述机壳端部的法兰上，所述叶轮罩安装在机壳端部的法兰边缘上，所述电机位于机壳内，悬挂于电机支架上，电机轴承穿过电机支架的中心孔以及定叶轮的中心孔并连接于动叶轮，对电机进行模型简化，保留外观特征，取电机的最大覆盖表面来表征电机对流动的影响，所述动叶轮位于叶轮罩与定叶轮之间的空腔中，动叶轮与定叶轮之间设有用于减小摩擦的垫片。

进一步改进的是，所述风机长度至少为进风管（1）入口直径的3倍，所述风机出风口（8）位于机壳（7）底部，是若干均匀分布的开孔。

作为改进的是，步骤2所述网格为自动生成的非结构四面体网格，并在动叶轮、定叶轮附近流动区域进行局部网格加密；所述网格由Body1、Body2、Body3三个Body生成，所述Body1生成的网格位于风机进风管，所述Body2生成的网格位于动叶轮内部，所述Body3生成的网格位于动叶轮与叶轮罩形成的空腔流域、以及电机与机壳形成的空腔流域。

进一步改进的是，为更好模拟边界层效应，提高正交性，风机进风管可采用棱柱边界层网格进行划分。