Thermoanemometrical study of flow structure through a centrifugal fan

• Autorzy: Fortuna S. , Górski J. , Siwek T.

Identyfikatory

DOI

http://dx.doi.org/7494/mech.2013.32.3.87

Warianty tytułu

PL

Termoanemometryczne badania struktur przepływowych w wentylatorze promieniowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Recognition of the spatial kinematics of the flow domain and its relation to the fan impeller geometry has a key influence on the machine design and better performance parameters. In this work some experimental results are presented of the measurements of the absolute velocity, its components and turbulence of the air flow through the radial fan rotor operating in various configurations. As the main measuring tool a three-axial hot-wire anemometer (CTA) probe has been used. The anemometer cooperates with a specialized software prepared by the authors for the spatial analysis of the flow field considered. In particular, the distribution of the circumferential velocity components behind the impeller rim has been examined, which affects directly the fan efficiency. As a result of the flow analysis behind the rotor rim a relationship has been established between the degree of turbulence and the machine efficiency. On the basis of the changes in the averaged-in-time velocity field behind the rim, the outflow of air from the blade passage has been evaluated.

PL

Poznanie przestrzennej kinematyki przepływu i jej związków z geometrią maszyny ma kluczowy wpływ na konstruowanie maszyn o lepszych parametrach pracy. W artykule przedstawiono wyniki badań rozkładu prędkości bezwzględnej, jej składowych oraz turbulencji przepływu powietrza przez wirnik wentylatora promieniowego pracującego w różnych konfiguracjach. Jako główne narzędzie pomiarowe wykorzystano trójkanałowy termoanemometr, współpracujący z opracowanym autorskim oprogramowaniem służącym do przestrzennej analizy pola przepływu. Badano w szczególności: rozkład obwodowej składowej prędkości za wieńcem – decydujący o przyroście krętu oraz składowej promieniowej – wpływającej na wydajność wentylatora. W wyniku analizy przepływu za wieńcem wirnikowym, ustalono zależność pomiędzy stopniem turbulencji, a sprawnością maszyny. Na podstawie uśrednionych w czasie zmian pól prędkości za wieńcem zobrazowano wypływ powietrza z kanału międzyłopatkowego.

Słowa kluczowe

EN

fans; thermo-anemometer; kinematics of flow; turbulence; efficiency

PL

wentylator; termoanemometr; kinematyka przepływu; turbulencja; sprawność

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 32, no. 3
• Strony: 87--96
• Opis fizyczny: Biliogr. 8 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Fortuna S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Krakow, Poland

autor

Górski J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, Krakow, Poland

autor

Siwek T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Brzózka J., Dorobczyński L. 2005, Matlab: Software for Scientific and Technical Computing (Matlab, środowisko obliczeń naukowo-technicznych).Mikom Publishing, Warsaw.
• 2. Dixon S.L., Hall C.A. 2010, Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery.6th ed., Oxford.
• 3. Gawor M., Ligęza P., Rachalski A. 1994, Hot-wire anemometric systems for measuring gas velocity components (Termoanemometryczne systemy wyznaczania wektora przepływu prędkości gazu). III Scientific Conference ‘Opto-electronic and Electronic Sensors’ COE ’94, Zegrze, Poland.
• 4. Fortuna S. 2011, The Investigation of the Useful Work and Losses in Radial Fans. Monographs, AGH University of Science and Technology Press, Krakow.
• 5. Fortuna S., Siwek T. 2009, Flow Imaging Through the Radial Cascade Flat Profiles on the Basis of Thermoanemometric Experiments. Problems of Mechanical Engineering and Robotics, AGH University of Science and Technology Press, No. 38 (1), pp. 49–62.
• 6. Fortuna S., Siwek T., Figiel P. 2010, Visualization of fan outflow in the blade passage on the basis of thermoanemometrics measurements. Mechanics and Control, vol. 29, No.1, pp.11–15.
• 7. Ligęza P. 2001, Hot-Wire Anemometric Systems: Structure, Modelling, Instruments and Measuring Systems (Układy termoanemometryczne – struktura, modelowanie, przyrządy i systemy pomiarowe). AGH University of Science and Technology Press, Krakow.
• 8. Witkowski A., Majkut M. 2006, Experimental investigation of inlet guide vane-rotor interaction in a low-speed axial flow compressor stage. Archive of Mechanical Engineering, vol. LIII, No. 1, pp. 23–48.