微型轴流风扇中变环量指数对扭叶片气动性能的影响特点.pdf

第 4 5 卷第 4期 2 0 0 9年 4 月 机械工程学报 J OURNAL OF M ECHANI CAL ENGI NEERI NG Vo1 ． 45 N O． 4 Ap r ． 20 09 DoI 1 0 ． 39 0 1 ， J M E． 2 00 9 ． 0 4 ． 07 6 微型轴流风扇 中变环 量指数对扭 叶片气动性能的影响特点木 王企鲲 陈康民 上海理工大学动力工程学院上海2 0 0 0 9 3 摘要 对微型轴流散热风扇叶片扭 曲规律进行研究 ，根据 “ 径 向平衡原理 ” ，通过引入一反映气动特性 的参数一 变环量指数 n ，建立轴流叶轮中通流速度沿径向分布的微分方程及其边界条件，提出在几类不同条件下该方程解的解析形式，并分析这 些解所对 应的物理意义及其叶片扭 曲形式 。在此基础上 ，根据微型轴流风扇实际运行工况 的特点 ，提出其扭 叶片设计中变环 量指数 a所须满足的约束条件，并指出该变环量指数 a存在一个最小值，具体数值则确定于风扇的气动、几何等参数。 运用 “ 计算流体动力学”f C o m p u t a t i o n a l fl u i d d y n a mi c s ，C F D 技术详细地数值研究变环量指数 a对微型轴流风扇气动性能的影响， 发现降低变环量系数能增加风扇气动性能，进而有助于提高其散热能力。因此，满足约束条件下的最小变环量指数是微型轴 流风扇扭 叶片气动设计 中所须选取 的最佳值。 关键词变环量指数扭 叶片气动性能微型风扇 中图分类号T K1 2 1 Ae r o d y n a mi c Ch a r a c t e r i s t i c s o f Twi s t e d Bl a d e I n flu e n c e d b y T wi s t e d Po we r i n M i c r o Ax i a l Fa n s WANG Qi k u n C HE N K a n g r n i n C o l l e g e o f P o we r E n g i n e e r i n g ， U n i v e r s i t y o f S h a n g h a i f o r S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , S h a n g h a i 2 0 0 0 9 3 Ab s t r a c t S t u d y i s c a r r i e d o u t o n t wi s t e d b l a d e f o r mi c r o c o o l i n g a x i a l f a n ． By i n t r o d u c i n g a n a e r o d y n a mi c p a r a me t e r c a l l e d t wi s t e d p o we r 6 ， a d i ff e r e n t i a l e q u a t i o n a n d i t s c o r r e s p o n d i n g b o u n d a r y c o n d i t i o n a r e e s t a b l i s h e d t o d e t e r mi n e t h e r a d i a l d i s t r i b u t i o n o f t h e t h r o u g h fl o w v e l o c i t y ． S o me an a l y t i c s o l u t i o n s are p r e s e n t e d an d d i s c u s s i o n s are a l s o g i v e n a b o u t t h e i r i n fl u e n c e o n t h e s h a p e o f t h e tw i s t e d b l a d e ． M o r e o v e r ， a c c o r d i n g t o t h e r u n n i n g c h ara c t e r i s t i c s o f t h e mi c r o c o o l i n g a x i a l f an ， a r e s tri c t e d c o n d i t i o n fo r t h e tw i s t e d p o we r i s p r o p o s e d ，b y wh i c h a mi n i mu m v a l u e o f t h e t wi s t e d p o we r c a n b e s i mu l t a n e o u s l y o b t a i n e d a n d t h e c o n c r e t e v a l u e i s d e t e r m i n e d b y f a c t o r s s u c h a s t h e fan’ S a e r o d y n a mi c l o a d a n d t h e g e o me t r i c s h a p e o f mi c r o fan ． T h e n u me r i c a l i n v e s t i g a t i o n i s i m p l e me n t e d b y u s i n g c o mp u t a t i o n a l fl u i d d y n a mi c s C F D t o s tud y t h e a e r o d yna mi c p e r f o r ma n c e o f t h e mic r o f a n s d e s i g n e d b y d i ffe r e n t tw i s t e d p o we r s ． Re s u l t i n d i c a t e s ， d e c r e a s i n g t h e tw i s t e d p o we r ma y i n c r e a s e t h e p r e s s u r e o f t h e mi c r o fan an d t h u s i mp r o v e i t s c o o l i n g a b i l i ty． S o t h e mi n i mu m o f the tw i s t e d p o we r s a t i s l yi n g t h e r e s tr i c t e d c o n d i t i o n i s t h e o p t i mu m v a l u e for the d e s i g n o f t h e tw i s t e d b l a d e o f mi c r o fan ． Ke y wo r d s T wi s t e d p o we r T wi s t e d b l a d e Ae r o d y n a mi c p e r f o rm a n c e M i c r o f an 0 前言 随着 P C 台式电脑与笔记本电脑性能的不断提 高， 其 C P U等核心部件的散热问题不断突出，已成 上海市科委重点资助项 目 2 0 0 8 ． 8 。2 0 0 8 0 7 1 1收到初稿， 2 0 0 8 1 2 2 7收 到修改稿 为制约其性能进一步提高的严重瓶颈 。采用微型轴 流风扇散热的方法简单而有 效，一直被广泛地采 用。微型风扇气动性能的优劣直接决定着其散热性 能的好坏，进而对发热部件工作的稳定性有着重要 的影响。因此，对轴流式微型风扇气动特性的研究 及设计方法的探索，其重要性是不言而喻的。 长期以来高压比、大流量的大 、中型风机 已被 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 9 年 4月 王企鲲等 微型轴流风扇 中变环量指数对扭叶片气动性能的影 响特点 7 7 研究地较为深入L l J ，获得了丰富的研究成果。与此 相对 ，就微型散热风扇而言 ，其气动性能的研究相 对缺乏。微型风扇有着尺寸小、流量与压升低 、耗 功不高等特 点。人们对其性能的要求并不是像对大 中型风机那样仅仅追求高效率，而更注重 以微小的 叶轮尺寸产生足够大 的流量、压力 ，以适应很有限 的空间中散热的需求 。因此将高压 比、高负荷、大 流量的大中型风机的设计方法直接沿用于低压升、 低负荷、小流量的微型风扇是不尽合理的。 国内外 的一些 学者对微型轴流风扇 的气 动特 性作了一定的研究，HE N NI S S E N 等I 4 采用激光多 普勒测速仪对微型轴流风扇 出 口的气流 分布进行 了测试与研究；GR I ME S等【 5 J 采用粒子图像测速设 备对 微 型风 扇 出 口的非 定 常流 场进 行 了测 试 ； Q Ur y 等I 6 J 通过试验手段研究了雷诺数 R e数 对微 型风扇气动特性的影响；G R I ME S等 】 对满足几何 相似的三台不 同尺寸的微型轴流风扇进行 了性 能 测试，重点研究了风扇尺寸对其性 能的影响；国内 张耀安等 J 对微型风扇 的性能测试装置及其可靠性 作了较为全面的研究。上述研究表 明，对微型风扇 的研究 目前主要集中于其性能的测试方面，而就影 响风扇性能的主要部件 “ 叶片 ”而言，其造型 与气动特性的研究尚不多见。 径 向扭 曲、周向弯曲、轴 向倾掠 已成为当今轴 流叶片设计的主要趋势。但对叶片弯、扭、掠的具 体形式与方法尚无定论。特别对于微型轴流风扇 ， 上述先进 的设计方法至今并未得到深入而系统 的 研究。本文 旨在对微型轴流风扇叶片的扭曲规律作 一 理论与实践上 的探讨 ，而对微型轴流风扇 叶片 弯、掠规律的研究将在今后陆续发表 。 1 变环量指数 的约束条件 轴流叶片的扭 曲规律一般是通 过控制变环量 指数 。 c 而实现的，即满足下列方程式 J A c u r 厂 1 式中 c 叶轮进出口处气体速度周 向分量 沿叶轮径 向坐标 厂环量，为常数 对于大中型风机轴流叶片而言 ，其变环量指数 一 般取在一 1 ～1之间，当 a l时即为常见的 “ 等 环量 ”设计。变环量指数的选择直接影响叶轮 出口 流速 的分布，进而影响风扇 的气动性能。其取值范 围应受到风扇尺寸与设计参数的约束，现将其所需 满足 的约束条件推导如下。 假设微型轴流风扇中气流是理想 、不可压缩、 沿圆柱面流动，且进入叶轮 时流动均匀、无预旋。 在某一半径的基元环形叶栅 的进 出口，若记为叶轮 进出口静压为P 1 、 P 2 ，速度为 C 1 、c 2 下标 U 、Z分别 表示速度 的周 向与轴 向分量 ，进 出口的全压升为 ，由能量方程知 p 2 一 l p c 2 2 一c 1 一 p1 1 c2 2 一c l 2 ] 2 式 中 P为流 体密 度 。 由叶轮机械 E u l e r 方程知 t p u c 2 3 式中 U为轮周速度。 则 p 2 2 up u c 2一 。 1 z2P C 2 C 2 4 p 2 l 一 ” ‘ z ‘ 1 z ‘ 对式 4 两边沿径向求导数 ，并考虑到叶轮进 口 气流均匀 ，则有 d p2 一 p 一 譬 记 叶轮旋转角速度 ∞ 为常数 ，则 U o r 6 由简单径向平衡方程知 d P2 - p等 7 将式 6 、 7 代入式 5 并化简整理得 譬 2 d r一 2 d r 8 d ， 。 r 由于叶轮进 口气流无预旋 ，则式 1 变为 c 2 厂 即C 2 I r 9 将式 9 代入式 8 得 d c 2 。 一， d w Fr 卜 1 d Fr 卜 d ， d r r 2 d r 2 o ／ “ 1 一o t r 一 一2 1 一a r 一 一 1 0 若 a l ，即在 “ 等环量 ”设计时，式 1 0 便可 简化为 0 1 1 说明，在 “ 等环量 ”设计时，叶轮出口的轴向 分速 2 z 沿径 向保持不变 ；若 6 c ≠1且 a ／ O时，对 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ．堡 堂 塑 第4 5 卷 第4 期 式 1 0 两边沿半径积分，即得 沿径向的分布规律 c 2 ‘ 2 c o ／ - r 卜 1 一a a 一 厂2 r 。 g t I 2 若 ’ 0时，对式 1 0 积分后得 0 2 z 2 o Pr～2／ - l nrg 2 1 3 一 记中心叶高 处的轴 向速度 为已知 ， 则容 易确 定上述两个积分常数 g 1 、g 2 。 若记 为叶项半径， 为轮毂比 ，引入 量纲 一 半 径 詈 F ∈ 【 ， 1] ， 并 记 ／ ， 则 有 下 面 几 种情况。 当 a O时 c 2 7 2 m 厂 一 F 一 十 J 一 一 厂2 r , 一 2 f ～ 一 1 -a a 一 ， 啦f 1 4 ． 叶片 出 口气流 的轴 向速度始 终存在且恒 正，故得到 的约束条件 2 c o I r 一 F ～ 。 1 一a a 一 厂 一 2 一 2 c 2 2 c o F6 ⋯ f 一 1 - a a z - 2 。 厂 0 1 6 1 ． 9 、 1 4 表明，微型风扇 出口流速其轴 向分 兰 与 向 分 量 是 互 为 对 应 的 即 一 个c 2 二 墨 皇 向 速 度 沿 叶 高 的 分 布 ， 进 而 影 响 着 叶 片 径 向 扭 曲 形 式 。 。。⋯ 一 于约束条件式 1 6 表 明，在给定叶轮 的设计 ， ．变 环 量 指 数 的 取 值 必 须 满 足 式 I4 达 始 正 ， 否 则 叶 轮 出 口 的 轴 向 速 度C 2 妻 ， 璺 的 实 际 流 动 不 存 在 。 式 1 6 即 是 变 指 数 所 需 满 足 的 约 束 条 件。 。。 一 2 变环量指数对叶片扭曲规律的影响 一 图 1 、2分别给出了一微型轴流风扇在选择不 周变环量指数 时，按式 9 、 1 4 或 1 5 计 孬 i z - ,叮 r m l t 出, i ． 口 周向 速 度 、 轴向 速 度 沿 叶 高 的 分 布 规 。 图 1 表明，当变环量指数 。 取负数时 ，c 2 I 痞 递 增 ， 取 正 值 时 ， c z 沿 叶 高 递 减 ； 但 就 葙 高 厦 ， ．茜，沿叶高始终递增，且 越小，叶根处 C 2 z 就越小、而叶项处的 就越大 。 只有当 a l ， 竺 等 设 计 时 ， Q 沿 叶 高 保 持 不 变 。 上 述 分 析 表 事 “ 沿 叶 高 的 增 加 ， 必 然 会 导 致 压 力 沿 叶 高 增 加 詈 ， ， 进而形成从叶根指向叶项的压力梯度 ， 墨 于 生 径 向 串 流 。 这 不 利 于 叶 轮 气 动 性 能 的 提 苎； 当 取。 【 0 时， 沿 径向 的 压 力分 布易 趋 于 均匀。 只有当 “ 等环量”设计时，才可视为叶轮轴向 孽 度 沿 叶 高 不 变 ， 而 在 “ 变 环 量 ，’ 设 计 即 ≠ 】 莳 轴 速 度 沿 叶高的变化是不可忽略的，文献f 中 用 享 环 量 设 计 且 认 为 轴 向 速 度 不 变 ，， 这 鑫 篝 认 是 值 得商榷的。③ 叶片设计时若 兰 ， 则 在 叶 根 处 的 轴 向 速 度 易 首 先 出 现 负 值 r 即 对 蹙 搴 际 流 动 不 存 在 ， 这 与 实 际 流 动 是 不 相 藉 的 进 ～ 步验证了 o c 的选择应受约束条件式 1 6 的 g 越 足 雾 量纲一半径 F 图 i 叶片出口周向速度沿径向分布 量纲一半径 F 2 叶片出口轴向速度沿径向分布 。． 3是不同 G c 下安装角沿径向分布 。 的正负 叶 片安装角沿叶高的分布规律是截然不同的 ，特 是在 取 1 或负值时，叶片沿叶高扭曲地最为 亨 ， ． 在 6c 取 0 或 不 为l 的 正 数 时 ， 叶 片 扭 曲 程 度 为 弱 。 3 最小变环量指数 ‰i 的确定因素 对于一般的大中型风机，变环量指数 0 c 一般推 在 ，1 ] 范围内选择 。由于该类风机有着大流 量、高压力等特点，经笔者反复数值试验表 明 ，只 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 9年 4月 王企鲲等微型轴流风扇中变环量指数对扭叶片气动性能的影 响特点 7 9 1 1 1 蓑 量纲一半径 图 3 叶片安装角沿径 向分布 要在[ _ 1 ，1 ] 范围内， 不管 取何值 ， 约束条件式 1 6 始终能满足 。但是，在微型轴流风扇的设计中，由 于其流量 、压力、几何尺寸都很小，此时 6 c 的选择 并非是[ - I 1 ，1 ] 范围内的任意值 ， 而是存在一个 a m i ， 使 6 c 的取值仅限于[ o c i ，1 ] 。 由式 1 6 可知 ， 与叶轮外径、轮毂 比、设计 流量和全压力等因素有关。图 4是在一定的设计压 力与流量下，叶轮外径和轮毂比对 ami n 的影响。图 4表 明， 对于同一轮毂 比， 叶轮外径的增大会使 o c m i n 增加，即 可选择的空间缩小；对同一外径的叶轮 而言，轮毂 比的增加 ，可以降低 i ，从而使 可 选择的空间扩大。图 4表 明，叶轮外径越大、轮毂 比越小 ， 则 i 越趋于 1 ，即该类扭叶片只能用 “ 等 环量”设计 。 I I I I l I l I 叶轮外径 Dt ／ mm 图 4叶轮外径 Dt 、轮毂 比 u、 间关系 图 5是在一定的压力、轮毂 比下，叶轮外径和 流量对 a m in 的影响，表明随着流量 的增加，a m in 变小， 当 g 大到一定时， ‰in 一 l ， 即 可在整个[ 一 1 ， 1 1 范围内任取 。流量越小，a m i n 越趋 于 1 。图 6是在 一 定的流量、轮毂 比时，叶轮外径与全压对 o c i 的 影响， 表明 随压力的增加 ， 6 c m i Il 亦随之增加 ， 使 a m i 的选择范围缩小。压力越大，6 C m i n 越趋于 1 。 叶轮外径 Dt ／ mm 图 5 叶轮外径 Dt 、流量 q 、‰间关系 叶轮外径 Dt ／ mm 图 6 叶轮外径 D 、总压P 、％血间关系 上述分析表明， 随流量 、轮毂比的增加而 降低 ，随叶轮外径、全压的的增大而增大 。总体而 论，6 c i 主要决定于流量与叶轮有效通流面积的相 对比例。因为这一比例直接影响着平均轴 向速度 若流量与叶轮有效通流面积之比较大 ，则平均轴 向 速度较大 ，以至在叶根部的轴 向速度不至于过小而 出现伪解 。从上述分析容易发现 ，对微型风扇扭叶 片设计时，变环量系数取 “ 1 ” U p“ 等环量 ”设计 是一种较为保守的取法 ，它一般可以适合各种微型 轴流风扇的设计。 4 变环量指数对风扇气动性能影响 为了研究不 同变环量指数 0 c 对风扇整体气动性 能的影响，本文就相同气动设计参数，运用不 同变 环量指数 a ，设计 了多个具有相 同外径而不同轮毂 比与扭曲形式的微型轴流风扇叶片，并对其流道 内 气动性能进行 C F D数值分析。 设计参数为P t 1 0 P a 、q ， 1 ． 2 m3 ／ mi n 、转速 ● O 霉卿蜂 瑶 l O 0 1 1 一 籁 蛹簧 堪 1 O O l l u 1 b籁霉蛔蜂 七堪 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 机械工程学报 第4 5 卷第 4期 n 2 8 0 0 r ／ m i n 。叶片采用 “ C L A R Ky ”机翼型，外 径 Dt 1 2 0 n 1 I n ，共选用七个叶片。叶轮具体参数如 下表。 表叶轮设计参数 流场计算是在商用 C F D 软件 F i n e ／ T u r b o 6 ． 2 I 】 u J 上完成的。 计算采用带有 “ 预处理 ” 方法的 J a me s o n 格式有限体积中心格式、时间推进解法 ，其中包 含二阶和四阶人工粘性项，四阶 R u n g e ． Ku t t a 1 ／ 4 、 l ／ 3 、1 ／ 2 、1 显式时间推进 。湍流模型选用标准 的 Ba l d w i n L o ma x代数模型。为了加快收敛速度，计 算中采用 了 “ 当地 时间步长” 、“ 隐式残差光顺 ” 、 “ 多重网格”等加速收敛技术 。 叶轮流道采用 I 型网格 ，主流道块的网格沿跨 叶面、叶高和流向的分布为 5 7 5 7 1 6 9 ，整个计 算域网格总数在 5 0万以上。在叶片近壁面，叶栅 端壁、头尾缘等流动复杂区域，对 网格进行了局部 加密以提高这些区域 内解的分辨率 ，达到了网格法 向量纲一尺寸 2 。 边界条件设定进 口给定总温、总压、轴 向进 气；出口给定背压，并调整背压 ，以满足一定的流 量；叶片表面与内、外端壁采用无滑移边界条件； 叶栅前后延伸段的交接面采用周期性条件。 为了获得每种叶片的性能曲线，本文分别对每 种形式的叶片计算三个工况点大流量点 q v m 即 风扇零压升运行，该工况点本文称其为 “ 上限流量 点” 、设计流量点 q v d 。 。 、小流量点。限于篇幅 ，本 文仅给 出其整体性能曲线，而有关叶道 内流动结构 的详细分析，将在另文给出。 图 7 ～9分别是轮毂比为 0 ． 6 5的 组叶轮在各 个变环量指数下的流量与全压升 、全压效率、反动 度的分布曲线。 出 流量 q z ／ m3 ． rai n 图 7 组叶轮流量与全压升 曲线 流量 q r ／ m3 , rai n 一 图 8 组叶轮流量与全压效率 曲线 流量 q v ／ m3 ． rain 一 图 9 A组叶轮流量与反动度 曲线 一1 ．0 --O ．5 0 ．0 O ．5 1 ．O 结果表 明其一 ，变环量指数 的降低有助于 提升风扇的全压 ，而会使风扇的全压效率有明显的 下降。特别是在 ～ 1时，各工况下全压达到最大 而其效率达到最低，而 a l 的 “ 等环量”流型时的 全压尽管最小， 但其效率达到最高。 这是因为当 a 0时， 虽圆周速度 U沿叶高仍然增加， 但 c 2 沿径 向是减少的，故可使压力分布沿叶高方向易趋于均 匀 ，从而径 向降低 串流，提高风扇效率笔者认为， 由于微型散热风扇的耗功较小，故其设计时，“ 高 效率 ”的优势并不是很明显，人们更注重其在微小 尺寸下所 能产生足够的压力 与流量 以满足有限空 间区域 内散热的需要。在这种设计背景下，最小变 环量指数 的确定就很有实际意义 。 il l 的值越 小， 散热风扇的压力越高， 有助于提高其散热性能。 其二，在这类大轮毂 比的叶片中，变环量指数 。 [ 的变化对 “ 上限流量 q v m a x ”几乎没有影响。这说 明，变环量指数 的改变对风扇压力 的变化较为明 显，而对风扇风量的变化不 明显。 其三， 变环量指数 的增大有助于提升反动度， 在 a l的“ 等环量” 流型时反动度达到最大值。“ 反 动度”可以表示风扇静压升 占全压升中的比例 ，其 值越高越有助于提高风扇 的气动性能。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 9年 4月 王企鲲等 微型轴流风扇中变环量指数对扭叶片气动性能的影 响特 点 8 l 在 、C两组叶轮尽管轮毂 比降低了、变环量 指数的最小值增加 了，但变环量指数 的变化对其压 力与效率的影响规律与 组叶轮相似的，本文不再 给出相应的曲线 。 图 1 O和图 1 1 分别给出了采用 “ 等环量 ” 设计， 在不同轮毂 比时，上限流量、压升的变化规律 。可 以发现，随着轮毂比的增加，叶片变短 ，其上限流 量有 明显的降低，而其压升反而有明显增高。 皇 g 旨 蔷 曼 甘 咖l 煺 瞪 U 图 l O 轮毂比与上限流量关系曲线 图 1 1 轮毂 比与压升关系 曲线 图 1 2是全压效率随轮毂 比的变化 曲线，表明 在小轮毂 比 即长叶片 时，叶轮 总体效率不高，且 轮毂比大小对其影响不明显，而随轮毂 比增加效率 有较大提升 。就反动度而言，如图 l 3所示，在叶片 较长时，轮毂比的增加能使其反动度迅速增加，而 当轮毂 比大到一定时，其对反动度的影响变地不明 显。因此，图 l 2和图 l 3表明，轮毂比存在某一临 界值 ，当超过该值时，效率能有较快递增而反动度 的变化则趋于平稳 。 图 1 2 轮毂比与全压效率关系曲线 幅 5 结论 图 1 3 轮毂比与反动度关系曲线 本文推导 了轴流 叶片变环量指数 的约束条 件，并据此讨论 了微型轴流风扇变环量指数 的取 值范围。 同时运用 C F D技术详细地数值研究了变环 量指数 6 c 等参数对微型轴流风扇气动性能的影响， 可以得到以下结论。 1 就轴流风机而言，其变环量指数 。 c 须满足 约束条件式 1 6 ，其物理意义即是保证叶根处轴 向 速度实际存在f 为 IT 。 f 2 与大中型风机不 同，就小流量、低压力的 微型轴流风扇而言，其变环量指数 6 c 的取值 范围并 非为卜1 ，1 ] ，而是存在一最小值 岫≥ 一 1 。流量 、 轮毂 比的增加及压力 、叶轮外径 的降低均会 降低 0 n -fi no f 3 变环量指数 越 小，尽管会 降低风扇效 率， 但能提高风扇压力。 就微型散热风扇的 自身 ‘ ‘ f 氐 功耗 ”的特点而言，牺牲效率而提 高风压更有助于 增加其散热效果。但 并不能任取，而是受 ‰i 的 制约 。 4 叶轮轮毂比的增加能提 高风扇 的压力但会 降低风扇 的最大流量 ，故在微型散热风扇的设计 时，这两方面因素应折中考虑 。 5 轮毂 比 的增加 能提升风 扇 的效率与反动 度 ，但存在一个 临界轮毂 比。当低于该临界值时， 风扇效率 变化 不明显 ，但其反动度上 升迅速 ；当 高于该临界值时，效率上升迅速而反动度变化趋于 平稳。 参考文献 [ 1 ]王企鲲，陈康民．多级离心压缩机级间静止部件气动 性能的数值研究[ J ] ． 动力工程，2 0 0 5 ，2 5 增刊 55 6 5 61． WANG Q i k u n ，C H E N Ka n g mi n ．Nu me r i c a l i n v e s t i g a - t i o n s o n a e r o d y n a mi c p e r f o r ma n c e o f t h e s t a t i o n a r y c o mp o n e n t s i n s i d e c e n t r i f u g a l c o mp r e s s o r [ J 】 ．P o we r E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 5 ， 2 5 S u p p ． 5 5 6 5 6 1 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 2 机械工程学报 第4 5卷第 4期 【 2 】王企鲲，戴韧，陈康民．离心风机梯形截面蜗壳内旋 涡流动的数值分析[ J ] ．工程热物理学报，2 0 0 4 ， 2 5 1 6 6 ． 6 8 ． WA NG Qi k u n ， D A I R e n ， C H E N K a n g mi n ．Nu me r i c a l i n v e s t i g a t i o n s o n s wi r l i n g flo w i n s i d e t r a p e z o i d v o l u t e f o r c e n t r i f u g a l b l o we r [ J ] ． J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g T h e r mo d y n a mi c s ， 2 0 0 4 ， 2 5 1 6 6 6 8 ． [ 3 】王企鲲 ，戴韧 ，陈康 民．离心风机准 定常流动 的数 值 研究[ J ] ．流体机械，2 0 0 3 ，3 1 3 8 - 1 2 ． WA NG Qt t u n ， D A I R e n ， C HE N K a n g mi n ．N um e r i c a l i n v e s t i g a t i o n s o n Qu s i - S t e a d y fl o w i n s i d e c e n t r i fug a l b l o we r [ J 】 ．F l u i d Ma c h i n e r y , 2 0 0 3 ， 3 1 3 8 - 1 2 ． [ 4 ]H E NN I S S E N J ， T E MME R MAN W．Mo d e l in g o f a x i a l f a n s for e l e c t r o n i c e q u i p me n t [ C ] ／ ／ E U R O T H E R M S e mi n a r 4 5 ， M arc h 5 - 1 0 ， 1 9 9 5 ， NY， US A．W a s h i n g t o n D CAS ME P r e s s ． 1 9 9 5 2 4 1 2 5 0 ． 【 5 】G R J ME S R ，D AV I E S M R D．P I V me a s u r e me n t o f c o o l i n g f a n a e r o d y n a m i c s [ C ] ／ ／ I n t e r n a t i o n a l S y mp o s i u m o n T h e r m a l I n v e s t i g a t i o n o f l Cs a n d S y s t e ms ， J u n e 1 1 - 1 5 ， 1 9 9 9 ， Ro me ．Ro me EURO P r e s s ， 1 9 9 9 1 2 3 - 1 3 0 ． [ 6 】Q Ur N D， G R I ME S R．T h e e ff e c t o f r e y n o l d s n u mb e r o n mi c r o f a n p e r f o r manc e [ C ] H A S ME I n t e r n a t i o n a l [ 7 】 [ 8 】 [ 9 】 [ 1 0 ] Co n f e r e n c e o n Mi c r o c h a n n e l s a n d Mi n i c h a n n e l s ，J u n e 2 1 - 2 6 ， 2 0 0 4 ， Ro c h e s t e r , US A．Wa s h i n gto n D CAS ME P r e s s ， 2 0 0 4 7 6 1 7 6 8 ． G RIME S R ，Q u r N D ．A t h e o r e t i c a l a n d e x p e ri me n t a l i n v e s t i g a t i o n o f t h e s c a l i n g o f mi c r o f a n p e r f o rm anc e [ C ] H AS ME I n t e rna t i o n a l Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g Co n g r e s s a n d Ex h i b i t i o n ， No v ．1 - 8 ， 2 0 0 3 ，Wa s h i n gto n D C， US A． W a s h i n g t o n D C AS M E P r e s s ， 2 0 0 3 1 - 8 ． 张耀安．小型风机的空气动力特性分析[ J 】 ．微特电机， 2 0 0 1 ， 2 4 3 3 6 3 8 ． Z HANG Ya o a n ． An a l y s i s o n a e r o d y n a mi c p e r f o rm a n c e o f mi c r o f ans [ J ] ． Mi c r o Mo t o r , 2 0 0 1 ， 2 4 3 3 6 3 8 ． 李庆宜．通风机[ M】 ．北京机械工业出版社，1 9 8 1 ． L I Q i n g y i ．B l o w cr[ M】 ．B e ij ing C h i n a Ma c h i n e P r e s s ， 1 9 8 1 ． HI RCH． Nu me c a ’ S fl o w i n t e g r a t e d e n v i r o n me n t for t u r b o ma c h i n e r y a n d i n t e rna l fl o ws --Us e r manu a l [ M] ． Be l g i u m NUM E CA I n t e rn a t i o n a l ， 2 0 0 3． 作者简介王企鲲，男，1 9 7 8年出生，工学博士，讲师。主要研究方向 为叶轮机械气动热力学、计算流体力学、传热传质等。 E ma i l w a n g q k u s s t ．e d u ． c n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m