轴流风扇形状包括:圆形、方形、倾斜、多边形,风扇模型有2D风扇和3D风扇。

1.风机Geometry(几何尺寸信息)

A.2D轴流风扇

Ansys Icepak自建模对象—Fans轴流风扇

B.3D轴流风扇

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2.风机Propertires(属性面板信息)

风机类型:吹风(鼓风机)Intake、Exhaust(抽风机)、Internal内部风机(风机在系统内部)

①吹风(鼓风机)Intake:只能设置在Cabinet计算区域和Hollow Block(中空Block块)的边界,表示从计算区域的外面向计算区域内吹风。吹风(鼓风机)Intake可以通过Specified来指定风机产生的风流动的方向及角度,是流动方向的向量,风机的箭头方向表示空气流动的方向。

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A.Fan flow选项卡(P-Q曲线输入面板)

Linear(风机线性P-Q曲线):在Linear curve线性曲线选项中Flow rate(风量)输入0时,表示风机的横坐标为坐标原点0,纵坐标必须为风机的最大静压值,不能风压和风量同时为零。Head pressure(风压)输入0时,表示风机的纵坐标为坐标原点0,横坐标必须为风机的最大流量值。此时P-Q曲线为一倾斜的直线。

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Non-linear(风机非线性P-Q曲线):在Graph editor中可以使用鼠标中键和右键编辑P-Q曲线。中键点击设置P-Q曲线点,中键拖动可以设置点的位置,右键点击P-Q点取消设置的点。

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也可以通过Text editor编辑输入P-Q曲线点,在弹出的Curve specification编辑框中分别输入流量、风压数值。流量和风压数值之间至少有一个空格隔开,且第一行的第一个数字(流量)和最后一行的最后一个数字(风压)必须为0,即输入风量为0时,最大的风压值,输入风压为0时,最大的风量值。否则,会出现错误的结果。也可以通过Load按钮加载txt记事本格式编辑好的P-Q曲线。

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Fixed(固定流量):可输入风机固定的体积和质量流量参数,此选项仅用于吹风(鼓风机)Intake、Exhaust(抽风机)且两类风机必须放置在Cabinet(计算区域)或者Hollow block(中空模型块)的面上。Internal内部风机(风机在系统内部)只可以选择Linear(风机线性P-Q曲线)和Non-linear(风机非线性P-Q曲线)选项进行设置。

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B.Swirl(风机转速)

风机不同转速对应不同的P-Q曲线,如果某一转速下的P-Q曲线已经输入,则此处的转速可以不用再次输入。

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C.Options(其他选项)

  •    Hub power:风机中间转轴热耗。
  •    Guard:风机防护罩,Free area ratio风机进出风口外侧防护罩开孔率。
  •    Failed:失效风机的Free area ratio风机进出风口外侧防护罩开孔率和阻力曲线,不工作时该风机对整个系统阻力的影响。
  •    Transient strength:风机转速随时间变化。
  •    Operating RPM:风机工作转速。
  •    Hub material:风机中间转轴材料。
  •    Case material:风机外壳材料。
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D.不同转速下风机P-Q曲线计算

风机额定转速的P-Q曲线在风机说明书上可以查询到,其他转速的P-Q曲线则需要通过手动计算得到,软件提供了简单的计算方法,首先在Fan flow选项卡中输入风机说明书上的额定转速的P-Q曲线,然后在Swirl选项卡中输入风机的额定转速,在Options选项卡中的Operating RPM工作转速中输入风机新的转速,软件会自动将额定转速的P-Q曲线更新为新的转速的P-Q曲线。

如果风机所处外部环境的海拔不同,则对应的P-Q曲线也不同,风机的P-Q曲线会随着海拔的升高而变化。可以通过Basic parameters面板进行设置,单击Advanced选项卡,选择Altitude effects(海拔效应)下面的Altitude(海拔高度)复选框输入海拔高度,然后勾选Update fan curves(自动更新风机曲线)复选框。软件会先将默认的环境换算成高海拔的环境,同时自动更新风机的P-Q曲线为高海拔下的P-Q曲线。

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②Exhaust(抽风机):只能设置在Cabinet计算区域和Hollow Block(中空Block块)的边界,表示从计算区域的内部向计算区域外侧吹风。Exhaust(抽风机)可以设置固定的Fixed体积和质量流量,其他设置与吹风(鼓风机)Intake一致。

③Internal内部风机(风机在系统内部):其风机只能放置在Cabinet计算区域内部,可以指定风机方向(Positive正向、Negative负向)。其Fan flow面板中只能设置Linear(风机线性P-Q曲线)和Non-linear(风机非线性P-Q曲线) ,其他设置与吹风(鼓风机)Intake一致。

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