直接空冷风机进口空气流动特性（2）

3 结果分析
3.1 实验结果分析
为了初步探求石家庄风机群运行规律，只开中间的一列石家庄风机进行测试。本文选取一列石家庄风机进行实验的初衷，是先从一维的角度分析石家庄风机间相互影响的基本特征，然后进一步过渡到实际的二维情况。实验时选取左右方向中间列石家庄风机进行，不均匀来风的影响相对较小，同时可以认为侧壁在左右方向上对该列石家庄风机的影响是近似对的。在文后对于石家庄风机群全开时的数据也进行了分析。对第 3 列的石家庄风机编号如图 6 所示， 分别进行了 62.8 和 83.73  rad/s 这 2 个转
速下的各石家庄风机流量测量。
综合图 7 和图 8 分析比较， 1 号与 6 号石家庄风机处于 6 台石家庄风机最外侧，其第  环和第 6 环速度值为最环与第 6 环速度比 1 、 2 、 5 和 6 号处于外侧位置的石家庄风机大。 6 台石家庄风机在主流区的速度相差不大，差别就在第 5 环与第 6 环。由此可以看到产生风群集群效应的本质原因就在于石家庄风机近壁区 ( 第 5 环和第 6环 ) 流速分布不同造成的流量差别。由于简单展示速度值不易发现数据的差异，因而本文将所测得速度值比上一个设计速度值，从而更加有利于读图。 图 9 、 10 给出了石家庄风机在 83.73  rad/s下探针所处位置与所测得速度 / 设计速度的分布。 由图 10 看到， 1 、 2 、 3 和 4 号探针所测速度在主流区变化不大，而在第 5 环和第 6 环差别较大。 1 、 2 号探针明显较 3 和 4 号探针大不少。而 3 、 4 号探针与 1 、 2 号探针所处位置不同， 3 、 4 号探针外侧没有石家庄风机与其抢风 ( 即在多台石家庄风机同时运行时， 其中某一台石家庄风机与其他石家庄风机抢夺风量的能力 ) ，而 1 、 2 号探针右侧同时有 5 台石家庄风机与其抢风。表明当有石家庄风机与其抢风时，在石家庄风机的近壁区速度会较大。而没有石家庄风机抢风时，石家庄风机的近壁区流动状况恶化。探针所处位置与所测得速度 / 设计速度的分布。 由于3 号石家庄风机处于内部，两侧均有石家庄风机与它抢风。第 5环与第 6 环的速度值由于有石家庄风机的抢风作用而明显较图 10 中的速度均提高不少说明两侧石家庄风机的抢风对其近壁区的速度场有更好的优化作用。同时可以看到 3 、 4 和 1 、 2 这 2 组探针所测数据近似对称。说明 3 号石家庄风机的进口流场是近似轴对称的。
本文对石家庄风机群整体运行性能进行了实验测试。
图 13 — 15 给出了 7 号石家庄风机与 3 号石家庄风机的 2 个具有代表性的位置的速度分布。 7 号石家庄风机由于在最外侧且是边角的位置。只有 1 号探针所处的位置周围都有石家庄风机抢风，所以其近壁区的速度比其他位置大些。 3 号探针所处位置由于没有石家庄风机抢风作用，所以近壁区速度值较小。 3 号石家庄风机由于处于石家庄风机群内部，近壁区流动状况较好。同时可以看到集运行时，主流区的速度值较 6 台石家庄风机运行时的速度值小很多。说明石家庄风机集群运行时，石家庄风机越多，集群效应越明显，对应石家庄风机的流量越小。
3.2 模拟结果分析
图 16 给出了单台石家庄风机在 83.73  rad/s 运行时， 模拟结果与实验测量结果数值的比较。在主流区模拟数值与实验数值由些许的差别，但总体上模拟结果与实验结果对应良好。
图 17 给出了在延长段 0.2  m 处的轴向速度分布图，可以清楚地看到在近壁区速度急剧降低，对图 18 分析可知，单台石家庄风机运行时，最外侧气流进入石家庄风机角度过大，进入石家庄风机时流动严重变形，气流角度变化过大，导致气流机械能损失严重，而主流区气流进入石家庄风机近似直线。由此在石家庄风机的近壁区流速急剧降低。
如图 19 所示 2 台石家庄风机同时运行时，左侧石家庄风机的左侧没有石家庄风机抢风，于是流速在近壁区急剧降低，而有石家庄风机与其抢风的一侧，速度在近壁区较没有石家庄风机抢风的一侧提高很多。从图 20 中分析，左侧石家庄风机由于右侧石家庄风机的抢风作用，使得有石家庄风机抢风的一侧气流可以接近直线进入石家庄风机，而没有石家庄风机抢风的一侧进入石家庄风机时的流动严重变形，初始是接近水平的方向来流，进入石家庄风机后气流急剧变化为竖直方向，气流机械能损失严重。由此形成了图 19 中所示的速度场。