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動(dòng)車(chē)組發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)冷卻通風(fēng)機(jī)的要求越來(lái)越高，目前同類(lèi)型風(fēng)機(jī)主要依賴(lài)進(jìn)口，因此盡快提高此類(lèi)風(fēng)機(jī)的自主設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化意義重大。本發(fā)明采用傳統(tǒng)一維熱力設(shè)計(jì)和三維數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)和諧號(hào)某系列動(dòng)車(chē)組發(fā)動(dòng)機(jī)用離心冷卻通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了氣動(dòng)設(shè)計(jì)、三維實(shí)體建模，并利用NUMECA軟件對(duì)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，比選、確定最優(yōu)方案。完成制造樣機(jī)及氣動(dòng)性能試驗(yàn)驗(yàn)證。目前已經(jīng)替代進(jìn)口風(fēng)機(jī)，裝車(chē)投入運(yùn)行。

隨著我國(guó)鐵路電氣化線路建設(shè)的發(fā)展及列車(chē)運(yùn)行速度的提高，動(dòng)車(chē)組逐步成為我國(guó)的主要牽引動(dòng)力和運(yùn)輸工具。動(dòng)車(chē)組是一種動(dòng)力分散技術(shù)，運(yùn)行時(shí)不僅靠機(jī)車(chē)帶動(dòng)，車(chē)廂本身也具有動(dòng)力，可以達(dá)到高速的效果。由于動(dòng)車(chē)組具有安全性能好、運(yùn)量大、往返不需掉轉(zhuǎn)車(chē)頭、污染小、節(jié)能、自帶動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的青睞。
動(dòng)車(chē)組發(fā)動(dòng)機(jī)用冷卻通風(fēng)機(jī)是動(dòng)車(chē)組中的重要部件，一般每臺(tái)動(dòng)車(chē)組配有四臺(tái)牽引式離心冷卻通風(fēng)機(jī)和兩臺(tái)復(fù)合式軸流冷卻通風(fēng)機(jī)。動(dòng)車(chē)組冷卻風(fēng)機(jī)要求其風(fēng)量大、壓頭高、重量輕、噪音低、受車(chē)廂結(jié)構(gòu)形狀、進(jìn)出口管道及運(yùn)營(yíng)狀況的影響，占用空間小。以上要求限定了動(dòng)車(chē)組的冷卻風(fēng)機(jī)是單級(jí)、大流量、高壓比等，這一系列的設(shè)計(jì)困難使得目前動(dòng)車(chē)組冷卻風(fēng)機(jī)主要都依懶進(jìn)口，解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)組冷卻風(fēng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)意義重大。
在動(dòng)車(chē)組冷卻通風(fēng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)要求苛刻，且離心通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)十分復(fù)雜，這更增大了通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)難度。目前冷卻通風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中都不同程度地存在低效運(yùn)行、可靠性差和噪聲大的問(wèn)題，為了保證設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)的安全性與經(jīng)濟(jì)性，必須對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理、流動(dòng)結(jié)構(gòu)和能量損失機(jī)理進(jìn)行深入的研究。
以往研究通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的方法大多是依靠經(jīng)驗(yàn)與試驗(yàn),近年來(lái)，隨著計(jì)算流體力學(xué)的飛速發(fā)展,數(shù)值模擬技術(shù)在很多領(lǐng)域都得以廣泛應(yīng)用。本發(fā)明采用傳統(tǒng)一維熱力設(shè)計(jì)和三維數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)和諧號(hào)某系列動(dòng)車(chē)組發(fā)動(dòng)機(jī)用離心冷卻通風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行了氣動(dòng)設(shè)計(jì)，在獲得的相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸基礎(chǔ)上完成三維實(shí)體建模，并利用NUMECA軟件對(duì)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬，比選、確定最優(yōu)葉輪內(nèi)部壓力速度分布方案。完成制造樣機(jī)及氣動(dòng)性能試驗(yàn)驗(yàn)證。和同類(lèi)型進(jìn)口風(fēng)機(jī)相比，在外形尺寸不變、轉(zhuǎn)速降低25.5%的條件下，全壓提高11.8%，成功實(shí)現(xiàn)此類(lèi)通風(fēng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。
國(guó)產(chǎn)化自主設(shè)計(jì)研究的 “和諧號(hào)”動(dòng)車(chē)組3C系列機(jī)車(chē)牽引電機(jī)冷卻用新型通風(fēng)機(jī)已通過(guò)國(guó)家“機(jī)械工業(yè)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心”的性能檢驗(yàn)，性能完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求，并得到了國(guó)內(nèi)外廠商的嚴(yán)格審查和認(rèn)可。
目前，本自主設(shè)計(jì)的新型高全壓大流量斜輪盤(pán)前向多翼葉輪離心冷卻通風(fēng)機(jī)已經(jīng)替代進(jìn)口通風(fēng)機(jī)，裝車(chē)投入運(yùn)行。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 二等獎(jiǎng)
1.國(guó)產(chǎn)化自主設(shè)計(jì)研究的 “和諧號(hào)”動(dòng)車(chē)組3C系列機(jī)車(chē)牽引電機(jī)冷卻用新型通風(fēng)機(jī)已通過(guò)國(guó)家“機(jī)械工業(yè)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心”的性能檢驗(yàn)，性能完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求，并得到了國(guó)內(nèi)外廠商的嚴(yán)格審查和認(rèn)可，現(xiàn)已替代原進(jìn)口風(fēng)機(jī)批量生產(chǎn)并裝車(chē)投入使用。
2.本作品獲遼寧省第十屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)。