Amesim气动库风扇建模_AMESim_控制-仿真秀干货文章

Amesim气动库风扇建模

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介绍

今天向大家介绍的是Amesim气动库的风扇元件，用于对已知体积流量和效率特性的风扇进行建模，并且允许通过Rateau不变量对同一系列的不同风扇进行特性参数化建模。若风扇特性参数未知，可通过相关式（表达式）替代表格数据。是一个非常常用且方便使用的元件。

适用场景与限制

基于 Rateau 不变量（相似性定律）对同一系列不同型号的风扇进行建模。适用于以下场景：

a) 已知参考风扇的特性曲线（如流量-压差、效率-流量关系）。

b) 需要根据实际运行条件（转速、叶轮尺寸、气体密度等）调整模型参数。

c) 当缺乏详细特性数据时，可通过表达式（如多项式）替代表格数据。

限制：

若风扇停转（转速为0），模型将退化为孔板（类似PNOR001），需设置等效流通面积，流量由等效面积和压差计算（使用固定流量系数Cq=1）

优势：通过相似性定律快速适配不同尺寸或转速的同系列风扇

局限性：当实际转速与参考转速差异过大时，可能导致压差超出数据范围，需谨慎处理外推。

参数设置

风扇的参数设置包括两部分，其中第一部分主要包括等效出口直径，风扇叶轮半径，等熵效率定义等。其中等效出口直径的作用，是当风扇停转的时候等效流通面积。

参数第2部分就是下图红框区域的参数，用于定义原始风扇特性，包括参考转速、参考转速密度、参考风扇半径、参考体积流量与压差之间的表达式、参考效率与参考体积流量之间的表达式。

有了参考原始风扇特性的数据后，可以修改风扇直径、等熵效率实现系列风扇的建模与分析。

转速变化的影响

输入转速是一个关键数据，对体积流量、上下游压差、功率都有明显影响。

对于体积流量Q：根据Rateau 不变量中的流量系数公式，当转速

N 增加时，流量Q成比例增加（假设几何相似，r/rref 为缩放比例）

对于压差（ΔP）:根据压力系数公式, 转速N的平方关系主导压差的变化，密度ρ和尺寸r也有影响

对于功率P:输入功率与转速的三次方相关：

总结

此风扇在正常工况下，控制流量、压差和功率，遵循 Rateau 不变量关系，反映系统阻力，决定能量转换；

上下游压差为零时，仍控制流量，但功率为零（理想情况下），表明无阻力，系统自由流动。

来源：Amesim学习与应用

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