Investigaciones Numéricas y Experimentales de un Ventilador de Flujo Axial con Bisel de Cola Ramificada Biónica
Autores: Liang, Zhong; Wang, Jun; Wang, Wei; Jiang, Boyan; Ding, Yanyan; Qin, Wanxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigaciones Numéricas y Experimentales de un Ventilador de Flujo Axial con Bisel de Cola Ramificada Biónica
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Propiedades aerodinámicas
Ruido aerodinámico
Estructura biónica de borde de salida bifurcado
Carga de la pala
Estructuras de vórtice
Rendimiento aerodinámico
Licencia
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Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar el rendimiento de las propiedades aerodinámicas y reducir el ruido aerodinámico de un ventilador de flujo axial en la unidad exterior de un aire acondicionado, este estudio propuso una estructura biónica de borde de salida bifurcado inspirada en la aleta caudal de un pez bifurcado y se implementó modificando el borde de salida del ventilador prototipo. Se investigó experimentalmente el efecto del borde de salida bifurcado biónico en el rendimiento aerodinámico y aeroacústico, y se realizaron análisis detallados de la carga de las palas y las estructuras de vórtices internos basados en simulaciones de grandes remolinos (LES). Se demostró que el borde de salida bifurcado biónico podría ajustar efectivamente la distribución de la carga de las palas, reducir la diferencia de presión entre el lado de presión y el lado de succión cerca del borde de salida de la región de la punta de la pala, y debilitar la intensidad y el rango de influencia del vórtice de entrada (IV) y el vórtice de fuga de punta (TLV). También se redujo el ruido discreto causado por los vórtices en el área de la punta del rotor, particularmente en la frecuencia de paso de la pala (BPF) y su frecuencia armónica. Los resultados experimentales confirmaron la existencia de una estructura óptima de borde de salida bifurcado biónico, resultando en una tasa máxima de ahorro de energía del 7.5% y una reducción de 0.3 a 0.8 dB del ruido aerodinámico, con un ángulo incluido de 13.5 grados. El análisis detallado de las estructuras de vórtices internos proporciona una buena referencia para la mejora de la eficiencia y la reducción del ruido de los ventiladores de flujo axial.
Descripción
Para mejorar el rendimiento de las propiedades aerodinámicas y reducir el ruido aerodinámico de un ventilador de flujo axial en la unidad exterior de un aire acondicionado, este estudio propuso una estructura biónica de borde de salida bifurcado inspirada en la aleta caudal de un pez bifurcado y se implementó modificando el borde de salida del ventilador prototipo. Se investigó experimentalmente el efecto del borde de salida bifurcado biónico en el rendimiento aerodinámico y aeroacústico, y se realizaron análisis detallados de la carga de las palas y las estructuras de vórtices internos basados en simulaciones de grandes remolinos (LES). Se demostró que el borde de salida bifurcado biónico podría ajustar efectivamente la distribución de la carga de las palas, reducir la diferencia de presión entre el lado de presión y el lado de succión cerca del borde de salida de la región de la punta de la pala, y debilitar la intensidad y el rango de influencia del vórtice de entrada (IV) y el vórtice de fuga de punta (TLV). También se redujo el ruido discreto causado por los vórtices en el área de la punta del rotor, particularmente en la frecuencia de paso de la pala (BPF) y su frecuencia armónica. Los resultados experimentales confirmaron la existencia de una estructura óptima de borde de salida bifurcado biónico, resultando en una tasa máxima de ahorro de energía del 7.5% y una reducción de 0.3 a 0.8 dB del ruido aerodinámico, con un ángulo incluido de 13.5 grados. El análisis detallado de las estructuras de vórtices internos proporciona una buena referencia para la mejora de la eficiencia y la reducción del ruido de los ventiladores de flujo axial.