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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/91591
標題: | 離心風扇仿生翅果扇葉之性能模擬研究 Simulation Study on Performance of Centrifugal Fan with Bionic Blades |
作者: | 胡皓南 HaoNan Hu |
指導教授: | 黃美嬌 Mei-Jiau Huang |
關鍵字: | 離心扇,仿生葉形,翼型葉形,翅果, centrifugal fan,bionic blade,samara,airfoil, |
出版年 : | 2024 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 為了提升工業用馬達的效率,增強馬達的散熱效果為一個重要的課題。有許多文獻著眼於馬達框架中的鰭片和冷卻管,還有框架外部風扇的導流板上。在此研究中我們著眼於馬達內部離心扇的優化設計,參考實際大型密閉式空氣冷卻馬達中的離心內扇運轉環境,以模擬的方式針對其工作點下的性能和效率進行分析,並提出具有較高靜壓效率的改進設計。
風扇的設計參數有很多,本研究採用以下三種:扇葉角度、扇葉數量和扇葉形狀;在扇葉形狀方面,我們嘗試翼型及仿生翅果的形狀來代替圓弧狀的原型。翅果是自然界中一類種子的名稱,在這些種子上存在有類似葉片的翅膀結構,能助其隨風飄向遠處以傳播子代。我們選擇仿效的是臺灣本土常見的槭樹之種子,屬單翅果。研究發現,風扇的扇葉角度和扇葉數量均存在最佳值,偏離該值的型號會在工作點呈現性能或效率的下降;翼型葉片與仿生的葉片在模擬中會得到比原型扇葉更高的靜壓效率與靜壓差。 To enhance the efficiency of industrial motors, improving the heat dissipation of the motor is an important issue. Many studies have explored the effects of fins and cooling pipes within the motor frame, as well as guide plates on external fan shrouds. In this study, we focus on optimizing the orientation and number of fan blades of the inner centrifugal fan in a Totally Enclosed Air-to-Air-Cooled Motor. The fan performance at the specified flow rate is investigated by the steady RANS in use of a commercial software. In addition to the original constant-thickness circular-arc blades, we also attempt using an airfoil shape and a shape inspired by winged seeds. Winged seeds are a type of seeds in nature that exhibit structures resembling wings, helping them to be carried by the wind to propagate offspring. We specifically focus on the single-winged seeds of the maple tree in Taiwan. The study finds different optimal blade angle and blade number for different blade shapes. The airfoil-shaped blades and modified biomimetic blades demonstrate higher static pressure efficiency compared to the original prototype blades. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/91591 |
DOI: | 10.6342/NTU202400199 |
全文授權: | 同意授權(全球公開) |
顯示於系所單位: | 機械工程學系 |
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