作为地铁内通风的主要设备—可逆式轴流风机,不仅承担着地铁地下内部空间与外部自然空间的气体交换工作,而且还需要在事故工况(如火灾、堵塞等)下进行排烟、补充新风等。目前,随着我国经济的飞跃发展,交通建设取得了突飞猛进的成就。地铁在城市地面交通空间日益减少情况下,已经成为缓解城市交通运输压力的一个重要出口,地铁用通风机的作用也愈来愈彰显突出,因此,研究地铁用可逆式轴流风机具有非常重要的现实意义。可逆式轴流风机与普通通风机的显著不同之处就在于它不仅要保证正向通风的性能,同时还要确保能够满足事故工况下反向通风的要求。决定风机性能好坏的主要因素是轴流风机叶轮的气动性能,而叶轮叶片的翼型又是决定叶轮性能的关键,因此如何设计简便、高效地实现轴流风机直接反转反风的叶型,就成为一项在理论上与实用上都急需解决的问题,这也是本文探索的主要目标之一。 本文利用专用的计算流体分析软件NUMECA,借助数值试验的手段,对地铁用可逆式轴流风机的内部流场进行数值模拟,并对叶轮叶型进行优化设计。采用一种效率比较高的普通风机叶片翼型作为原始翼型,按不同长度比例缩小原始翼型,反向搭接在原始翼型的出口圆弧处,经过光滑处理,保证叶型表面的流线形后,构成本文所研究的新型双头双机翼反向S型不对称翼型。分析缩放比例不同的可逆式轴流风机叶型的数值模拟结果,比较各种叶型的流场分布规律,寻找到一种适合于设计工况下正、反双向吹风的双头双机翼反向不对称S型叶型,能够满足地铁用可逆轴流风机的要求。 另外,本文还对离心压缩机窄通道级(包括进气道、叶轮、扩压器、弯道和回流器)内部流动情况进行了详细的数值模拟,以某窄通道级为研究原型,根据数值模拟的结果,分析各元件效率低的原因,查找影响因素,并进行相应的结构优化,最终达到提高整级效率的目的。