Eksperymentalna weryfikacja trójwymiarowych obliczeń numerycznych wentylatorów

Abstrakt

W artykule przedstawiono wyniki eksperymentalnej weryfikacji trójwymiarowych obliczeń CFD (Computational Fluid Dynamics) dla wentylatorów promieniowych, przeprowadzone w ramach projektu badawczego COLUBRIS w firmie Nyborg-Mawent. Obliczenia wykonano w programie ANSYS CFX 3D dla przepływu lepkiego i ściśliwe go z wykorzystaniem modelu turbulencji k-ω SST. Analizy przeprowadzono dla pełnego modelu geometrycznego (króciec ssawny, wirnik, obudowa, wylot), przy prędkości obrotowej 2950 obr/min i w zakresie przepływu  
0,4–1,2 m3/s, odpowiadającym wartościom spiętrzenia całkowitego 1,5–3,8 kPa. Wyniki CFD porównano z pomiarami laboratoryjnymi wykonanymi na rzeczywistym stanowisku badawczym. Otrzymano bardzo dobrą zgodność ilościową i jakościową – maksymalne różnice wyniosły do 3,5% dla sprawności, 3,1% dla ciśnienia całkowitego oraz 2,2% dla mocy. Największe rozbieżności występowały przy skrajnych natężeniach przepływu (poniżej 0,5 m3/s i powyżej 1,1 m3/s), co przypisano zjawiskom separacji i recyrkulacji w kanale dyfuzora. Uzyskane wyniki potwierdzają wiarygodność metodyki i przydatność modeli 3D do projektowania i dalszej optymalizacji wentylatorów promieniowych, w tym do identyfikacji obszarów generujących straty przepływowe i akustyczne.