風(fēng)機蝸殼優(yōu)化設(shè)計方法的研究進展橫截面面積的圓周變化、橫截面形狀、橫截面的徑向位置、蝸殼入口位置、蝸舌的結(jié)構(gòu)是蝸殼的五個主要幾何參數(shù)。其中蝸舌的位置、角度和形狀，高速離心鼓風(fēng)機，在避免內(nèi)部沖擊、減少分離損失和降低噪聲等方面起著重要的作用。蝸殼的各幾何參數(shù)對風(fēng)機內(nèi)部流動的影響并不是獨立的，它們之間既相互關(guān)聯(lián)，又相互影響，因此，在確定這些幾何參數(shù)時要進行考慮。采用數(shù)值計算與響應(yīng)面法相結(jié)合的手段對蝸殼的三個主要幾何參數(shù)(蝸殼出口的擴張角、葉輪的露出長度、蝸舌間隙)進行了優(yōu)化，結(jié)果表明通過優(yōu)化蝸舌間隙和葉輪的露出長度，不僅可以提高風(fēng)機的效率，還可以降低風(fēng)機的A聲級噪聲。按一維設(shè)計理論(等環(huán)量法)蝸殼型線應(yīng)為一條對數(shù)螺旋線。通過對方程的簡化處理，離心排風(fēng)機，風(fēng)機按照等邊基元法和不等邊基元法可以快速完成蝸殼型線的繪制。風(fēng)機采用改進的等邊基元法繪制離心風(fēng)機的蝸殼型線，通過數(shù)值計算與實驗研究，結(jié)果表明采用改進的等邊基元法繪制蝸殼型線，不僅可以提高離心風(fēng)機的效率，還可以降低風(fēng)機的噪聲。在蝸殼型線一維設(shè)計理論的基礎(chǔ)上，通過考慮氣體粘性因素的影響，對風(fēng)機原外殼進行了改進。研究結(jié)果表明，通過考慮氣體粘性，對蝸殼型線進行改進，可以減小蝸殼內(nèi)的流動損失，提高風(fēng)機的效率。

為了減少風(fēng)機蝸舌與葉輪間隙過大造成的流量損失，第三種改進方案適當減小了蝸舌與葉輪間隙。但蝸殼舌與葉輪間隙過大，會增加風(fēng)機的噪聲值，降低風(fēng)機的性能。在前向離心風(fēng)機中，蝸殼舌與葉輪之間的間隙通常為葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0.07-0.15倍。原型風(fēng)機蝸殼舌與葉輪間隙為葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0.11倍。在第三種方案中，蝸殼舌和葉輪之間的間隙分別減小到葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0.07倍和0.09倍。當蝸殼舌部間隙為葉輪間隙的0.09倍時，效果較好。可以看出，通過減小風(fēng)機蝸殼舌片間隙，蝸殼舌片附近的低壓渦在設(shè)計流量條件下消失，同時蝸殼內(nèi)部氣體再次減少。在設(shè)計流量條件下，通過改變蝸舌與葉輪之間的間隙，山東風(fēng)機，可以有效地提高風(fēng)機的總壓，降低風(fēng)機所需的扭矩，提高風(fēng)機效率2.1%。

（1）本文詳細介紹了風(fēng)機的數(shù)值計算過程，包括模型建立、網(wǎng)格化（預(yù)處理）、導(dǎo)入求解計算、后處理等。采用數(shù)值計算方法對斜槽風(fēng)機的不同流動條件進行了計算。得到了由SSTK-U湍流模型計算的總壓、效率和實驗值的誤差值?？倝汉托实妮^大誤差分別為4%和7%。驗證了數(shù)值計算結(jié)果的準確性。

（2）通過觀察風(fēng)機不同截面上的總壓和速度等值線，可以得出離心風(fēng)機的內(nèi)部流動規(guī)律：由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，在葉輪入口產(chǎn)生較大的負壓值，使空氣從集塵器進入葉輪。在葉輪中，由于葉輪的轉(zhuǎn)動和葉片對氣體的作用，葉輪內(nèi)部沿徑向由內(nèi)向外移動，總壓值逐漸增大。較大總壓力位于葉輪出口外緣和葉片壓力面。由于葉片壓力面速度較大，吸力面速度較小，形成了尾流結(jié)構(gòu)。

以風(fēng)機為研究對象，利用NUMECA 軟件對其葉片進行開縫數(shù)值模擬，結(jié)果表明，開縫對風(fēng)機內(nèi)部流場有一定優(yōu)化作用，并依據(jù)葉輪流場和風(fēng)機性能的改善情況，確定了較優(yōu)的開縫角度和開縫位置，在較優(yōu)開縫方案下，流體在流道出口的速度比較均勻一致，且風(fēng)機全壓提高4.25%，效率提高1.49%。

風(fēng)機屬于通用機械類。它們廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門。風(fēng)機是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)機用電量約占總用電量的9%。目前，離心風(fēng)機在我國能源系統(tǒng)中占有很大的比重。因此，鍋爐離心引風(fēng)機，提高離心風(fēng)機的性能對于工礦企業(yè)節(jié)能增效具有重要意義。風(fēng)機的節(jié)能方法主要是從運行調(diào)整和結(jié)構(gòu)改造兩個方面進行的，對運行調(diào)節(jié)的研究非常廣泛；風(fēng)機結(jié)構(gòu)改造主要包括換流器的安裝、動靜葉的改造等，目前對風(fēng)機葉片開槽技術(shù)的研究還不多見。而且工程應(yīng)用不廣泛。清華大學(xué)等人通過對長、短葉片的開槽，使離心風(fēng)機的性能曲線變平，區(qū)變寬，使非設(shè)計性能更好。對葉片弦縫進行了研究，改善了葉柵周圍的壓力分布，降低了總壓損失15.8%。研究了吸入點和回流點的位置，即狹縫的位置，并提出了良好的建議。楊科等人對航空工業(yè)風(fēng)力機的開槽問題進行了研究。模擬了不同攻角下的上、下風(fēng)面開槽和自下而上的開槽。分析了不同工況下的流場和流線分布。結(jié)果表明，開槽對改善風(fēng)力機靜失速特性非常有益。

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