离心式通风机的数值模拟

张 涛，孟宪举，李 健

（河北理工大学 机械工程学院，河北 唐山063009）

0 引 言

通风机是广泛应用于国民经济各行业的一种通用机械。据统计，我国各类风机和泵的耗电量约占我国总发电量的三分之一多，仅工业用通风机的耗电量就占我国总用电量的 5%左右，因此，从节约能源、降低噪音污染的角度考虑，设计出高效率的风机有十分重要的意义。

本文将对某工厂的通风机流场进行模拟，主要是利用 PROE建立模型，应用流体分析软件 FLUENT模拟流体流动，对通风机的内部流场进行分析，找出内部流动规律，对改进具有指导作用。

1 流体动力学控制方程

流体流动要受物理守恒定律的支配，基本的守恒定律包括：质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律。

1.1 质量守恒方程（连续性方程）

任何流动问题都必须满足质量守恒定律。该定律表述为:单位时间内流体微元体中质量的增加，等于同一时间间隔内流入该微元体的净的质量。为使流入控制体和流出控制体的流体质量相同，必须满足连续性方程：即一个封闭表面内所包含的流体质量增加的速率，必定等于这一表面所包含的体积中流进和流出的流量之差。因而连续方程可表示为：

1.2 动量守恒方程（Navier-Stokes方程）

动量守恒方程也是任何流动系统必须满足的基本定律。该定律表述为：微元体中流体的动量对时间的变化率等于外界作用在该微元体上的各种力的和。该定律实际上是牛顿第二定律。技照这一定律，可以导出X，Y和Z三个方向的动量守恒方程。……