6-51离心风机高速流体和低速流体相互拉动,导致动能损失较大,再加上二次流的阻碍,叶轮的流动质量大大降低,这种结构非常不利于风机的运行。为了了解三维流场结构对气动噪声的影响,在气动噪声预测中,采用条带理论方法确定叶片表面的气动参数。叶片切缝后,流道出口附近的速度梯度更加平衡,没有回流。这是因为通过槽道的流动可以将吸入面出口附近的流体吹走,这不仅避免了流出
6-51离心风机
6-51离心风机高速流体和低速流体相互拉动,导致动能损失较大,再加上二次流的阻碍,叶轮的流动质量大大降低,这种结构非常不利于风机的运行。为了了解三维流场结构对气动噪声的影响,在气动噪声预测中,采用条带理论方法确定叶片表面的气动参数。叶片切缝后,流道出口附近的速度梯度更加平衡,没有回流。这是因为通过槽道的流动可以将吸入面出口附近的流体吹走,这不仅避免了流出的现象,而且还将低速流体吸入吸入吸入面,改善了叶轮内部的流场。结果表明,当裂缝正好位于上边界层剥离的前端时,效果较佳。相比之下,6-51离心风机叶片入口(段)开口间隙的速度没有显著变化。叶片出口发生了巨大变化。叶片出口处的速度分布变得更加均匀,而原叶轮出口处的速度从吸入侧到压力侧变化很大,说明槽达到了预期的优化目的。
(1)通过数值模拟研究了开槽对风机性能的影响。结果表明,开槽有利于提高风机的性能,对风机的流场有很大的影响。
(2)开槽参数a/c=1.67,b/c=0.169时,风机性能相对较佳,风机总压提高4.25%,效率提高1.49%。
(3)6-51离心风机叶片切缝后,通过切缝的流体能有效防止叶片表面附面层脱落,减少流动损失,当切缝位置与附面层分离前沿对齐时,效果佳,使转轮出口流速更加均匀。
(4)本文所得到的较佳插削参数只能从有限的方案中选取,可能会错过较佳插削角度和位置,有待进一步研究。



通过数值计算方法,观察离心风机蜗壳内部的流动情况,通过收缩蜗壳180°~360°之间的型线,改进后的离心风机出口静压,出口全压和风机效率都有所提高。
Beena D. Baloni等采用实验方法,对具有相同叶轮,6-51离心风机蜗壳采用等环量法与等平均速度法成型的离心风机内部流动特性进行了研究,结果表明采用等平均速度法成型的蜗壳内部气流的速度梯度与压力梯度都小于采用等环量法成型的蜗壳,内部流动情况更优。目前6-51离心风机的湍流数值模拟方法有直接数值模拟法、雷诺时间平均法和大涡模拟法。
6-51离心风机应用广泛,但由于其叶片结构复杂、叶道较长导致其内部流动损失较大,效率较低。(2)改造后6-51离心风机电耗降低26384kWh,增压风机电耗降低52159kWh,合计77543kWh,辅助电耗降低0。复杂的叶片结构导致其加工工艺复杂,在批量生产时叶片模具制造的成本较大,一般企业都只单件生产甚至不生产,导致产品的供不应求。因此本文采用数值计算得方法,找到6-51离心风机内部流动损失的根源,改善风机内部的流动特性,提高风机的综合性能。
根据以上分析,本文对斜槽式离心风机进行了改进设计,从改善风机内部流动特性出发,首先在原型机的基础上进行改进,而后根据风机的现代设计方法,以合作单位的性能指标为设计条件,完成风机的设计工作,具体的内容如下:
本文通过查阅大量离心风机优化设计的文献,深入理解了风机的不同结构参数对风机内部流动特性的影响,并采用数值计算方法
(CFD)对风机原型机进行了数值模拟,通过观察风机不同截面处的等值线图和流线图,对风机的内部流动特性进行了分析,为离心风机的改进提供思路。为了保证离心风机工作的可靠性,风机的前盖与集流器之间和蜗壳与转轴之间,都要保持必定的空隙。以提高6-51离心风机的效率和增大其全压为改进目标,对风机的短叶片长度、增大风机叶轮的旋转直径和改变风机蜗壳蜗舌与叶轮的间隙,对风机性能的影响进行了研究。






研究结果表明,6-51离心风机叶片结构复杂,不仅使风机难以加工,而且增加了风机内部的流动损失,降低了风机的效率。采用数值计算与响应面法相结合的手段对蜗壳的三个主要几何参数(蜗壳出口的扩张角、叶轮的露出长度、蜗舌间隙)进行了优化,结果表明通过优化蜗舌间隙和叶轮的露出长度,不仅可以提高风机的效率,还可以降低风机的A声级噪声。为了提高6-51离心风