Details

В работе рассмотрена постановка задачи в виде оптимизации исходной проточной части осевого вентилятора с целью увеличения его КПД в программном комплексе ANSYS, а также печать сменной проточной части и имплементация ее в установку с последующим проведением эксперимента и сравнением результатов. Объектами оптимизации являлись лопатки рабочего колеса, промежуточного направляющего аппарата и спрямляющего аппарата. При условии расчета на одном и том же массовом расходе, изменение геометрии влечет за собой значительное изменение КПД. С помощью возможностей ANSYS были выбраны места, в которых производилось изменение геометрии, а потом проводились расчеты. После получения обновленной геометрии производится финальное исследование с целью получения КПД установки с обновленной проточной частью и сравнением его с изначальной геометрией. Затем проводится проверка лопаток из пластика на прочность в ANSYS, чтобы удостовериться в том, что лопатки выдержат напряжения возникающие в ходе работы установки. Следующим этапом является печать лопаток исходной и обновленной геометрии на 3Д принтере из одного и того же пластика, для более точного сравнения финальных результатов. Финальный этап заключается в проведении эксперимента на лабораторной установке осевого вентилятора после получения данных с изначальной и обновленной геометрией проводится обработка и сравнение результатов. Полученные данные в результате работы, могут быть применимы для оптимизации остальных объектов, а также для корректирования и настройки модели первичного проектирования осевых вентиляторов и осевых компрессоров низкого давления.

The paper considers the formulation of the problem in the form of optimization of the original flow part of an axial fan in order to increase its efficiency in the ANSYS software package, as well as printing a replaceable flow part and implementing it in the installation with subsequent experiment and comparison of results. The objects of optimization were the blades of the impeller, intermediate guide vane and straightener. Provided that the calculation is carried out on the same mass flow, a change in geometry entails a significant change in efficiency. Using ANSYS capabilities, the places where the geometry was changed were selected, and then the calculations were carried out. After receiving the updated geometry, a final study is carried out to obtain the efficiency of the unit with the updated flow path and compare it with the original geometry. Then, the plastic blades are tested for strength in ANSYS to ensure that the blades can withstand the stresses that arise during the operation of the unit. The next step is to print the blades of the original and updated geometry on a 3D printer from the same plastic, for a more accurate comparison of the final results. The final stage consists of conducting an experiment on a laboratory axial fan unit after receiving data with the original and updated geometry, processing and comparing the results. The data obtained as a result of the work can be used to optimize other objects, as well as to correct and adjust the primary design model of axial fans and low-pressure axial compressors.