Amesim基于相似定律的风扇/鼓机子模型介绍

       

       

       

       

       

HEATFAN001是基于相似定律的风扇/鼓机子模型，通过参考特性曲线实现全工况性能预测，支持机械效率/压降系数多模式定义。

此组件仅在压力模式下有效，在速度模式下会被忽略。唯一可见的端口，即端口1，是一个旋转机械端口。在此端口上，输入为转速（单位：rpm），输出为扭矩（单位：N/m）。

风扇的总压升通过相似定律计算，该方法允许输入一条参考条件下的单一特性曲线。根据这种方法，从参考曲线中计算出无量纲系数，然后用于任何条件下的性能计算。参考性能曲线考虑了总压升（单位：Pa）与体积流量（单位：m**3/s）之间的关系。

风扇只能在一个方向上吹风，即X增加的方向（有关坐标系方向的更多信息，请参阅HEAT库用户手册）。

在输出扭矩和热力学变量的计算中，等熵效率被视为常数。这些效率是用户参数。表达为等效流量面积的压力降元件是此组件的一部分，通常代表汽车领域中风扇罩上的压力降。如果风扇的旋转速度等于零，则在下游压力高于上游压力的情况下，流体可以反向流动（在X减小的方向上）（主要流动方向被认为是X增加的方向）。

如上所述，组件中唯一考虑的流动被称为外部流动。这种流体是气体（气动流体），其属性在气动库中的TPGDx子模型中定义。与外部流动相关的入口和出口端口不可见，并由HEAT插件按照HEAT库用户手册中的描述进行处理。其数量取决于属于同一堆栈的组件的数量和位置。

• 仅工作在压力模式，旋转机械端口输出扭矩/输入转速
• 通过相似定律转换参考特性曲线（压升-流量关系）
• 支持恒定或流量相关的机械效率模式
• 内置等效流通面积表示的压降元件
• 热力学计算考虑等熵效率和机械效率

• 相似定律

  通过无量纲参数保持几何/运动相似，允许基于单条曲线预测全工况性能  

• 等熵效率

  实际过程与等熵过程的焓差比值，反映能量转换损失  

• 等效流阻

  将复杂结构压降等效为孔口流动，简化计算  

• 工作原理深度解析

• 恒定效率：适用于负载稳定场景（如工业风机）
• 变效率：需实测效率-流量曲线（如汽车冷却风扇）
• 相似定律应用三要素：
• 机械效率双模式选择策略：
1. 几何相似：实际直径与参考直径比例约束
2. 运动相似：转速与直径的二次方关系
3. 动力相似：雷诺数保持湍流状态

• 典型应用场景

• 管道增压风机（恒定效率模式）
• 除尘系统引风机（需处理反向流动）
• 散热器前端冷却风扇（需定义变K值压降）
• 座舱HVAC鼓风机（关注部分负载效率）