エアコン ファンの低気圧と、高風量と低騒音の両方の必要性との矛盾に対処するため、この研究では、後退設計の比較研究モデルとして空調用の高性能軸流ファンのプロトタイプを選択しました。{0}{1}プロトタイプの基本構造は、インペラ外径 409 mm、インペラ直径 120 mm、インペラ対-比 0.29、4 ブレード、流量 2220 m3/h、静圧 20 Pa、回転速度 880 r/min です。新しいファン設計では、十分な流量を確保することを優先しながら、内部の気流分布を改善して騒音を低減することに重点を置いています。
新しいファンの設計は、これまでの流体力学の研究と既存の準{0}}三次元設計手法に基づいています。-最先端のスイープ テクノロジーと CFD/CAD 結合アプローチを採用しています。-典型的なプロトタイプのインペラの構造特性は CAD を使用して推定され、商用ソフトウェア FLUENT を使用して完全な 3 次元 CFD 計算が実行され、その外部および内部の流れ特性が検査されます。-これらの結果は実験結果と比較および分析されます。従来の方法を使用して予備的な疑似三次元インペラ設計が実行され、その外部および内部の流れ特性を調べるために CFD 計算が実行されます。プロトタイプファンと新しいファンの CAD/CFD 結果が比較および分析され、より優れた空力レイアウトを実現するために初期設計の関連パラメーターが調整されます。 CFDを使用して調整されたファンの性能を予測し、計算結果に基づいて関連パラメータをさらに調整して、ファンをさらに最適化します。
さらに、翼弦長、翼取り付け角度、翼形キャンバー角、翼形中央曲率などのパラメータも設計で考慮されます。-ファンの空力性能と音響性能を向上させるために、これらのパラメータ間の最適化された値と合理的なマッチングが実行されます。
上記の要素を考慮して、設計された新しいファンの基本構造は次のとおりです。ファン外径 408 mm、羽根車直径 100 mm、羽根車対羽根車比 0.245、翼枚数 4、羽根先端/翼根翼弦長 276/80 mm、前方曲げ角 44 度、前方掃引角 20 度です。
数値シミュレーションは、同じ室外機内のプロトタイプのファンと新しいファンの両方で実行されました。実際のユニットは、熱交換器、出口グリル、モーターおよびそのサポートの影響を無視して、側面吸気を考慮して構造を簡素化して計算しました。
有限体積法を使用して制御方程式を離散化し、室外機全体の 3 次元定常流れ場を別の陰的解法を使用して解きました。{0}計算には、Spalart-Allmars 乱流モデルが選択され、対流項には二次風上差分法、圧力-結合には標準 SIM PLE アルゴリズムが使用されました。-
ファン システムの複雑さのため、計算ドメイン全体で、合計メッシュ サイズ 110 x 104 の非構造化メッシュが使用されました。インペラを含む領域は回転領域として定義され、より大きなメッシュ サイズを持ちました。圧力境界条件は入口と出口の両方に使用され、入口では大気条件が、出口では異なる背圧が使用されます。残差値が 1 x 10-3 未満の場合、計算は収束していると見なされます。
