在总结以往研究经验的基础上，以高速离心鼓风机为研究对象，利用NUMECA软件对不同的叶片开槽方案进行了模拟，比较了不同方案下的风机性能优化，并结合分布确定了叶片开槽的较佳参数。叶轮内部流场。本文对高速离心鼓风机原叶轮开槽前的内部流场进行了数值模拟。结果表明，风扇叶片通道的吸力面发生了边界层分离，形成了一个较大的涡流区。后半段通道内，吸力面边界层分离较为严
高速离心鼓风机
在总结以往研究经验的基础上，以高速离心鼓风机为研究对象，利用NUMECA软件对不同的叶片开槽方案进行了模拟，比较了不同方案下的风机性能优化，并结合分布确定了叶片开槽的较佳参数。叶轮内部流场。本文对高速离心鼓风机原叶轮开槽前的内部流场进行了数值模拟。结果表明，风扇叶片通道的吸力面发生了边界层分离，形成了一个较大的涡流区。后半段通道内，吸力面边界层分离较为严重，高速气流占整个通道宽度的65%左右。因此，可以通过在容易发生边界层分离的叶片端部开一个小间隙来防止边界层分离的产生和发展，从而使流经该间隙的部分流体能够吹走吸入面出口附近的流体。以往的研究表明，狭缝的大小对气流有很大的影响，但在粉尘环境中，狭缝过小（狭缝宽度约为2 mm）可能会被堵塞而失去其功能，这限制了该技术在实际中的应用。因此，为了确保高速离心鼓风机不发生堵塞，开口处有足够的间隙。考虑到工程实践中操作的方便性，用A的变化来表示缝的位置，用B的变化来控制缝角的大小。为了降低设计风机的噪声值，提高风机的效率，选用叶片出口安装角2aβ为120度。比较采用A/C（c为叶片弦长）与B/C的无量纲形式。在计算和优化槽位和槽角时，采用了固定一个比例和调整另一个比例的方法。
高速离心鼓风机改造后，风机总压明显提高。虽然方案一的总压在大流量区和小流量区附近增加较多，但在额定流量附近总压的改善不如方案三，结合效率提高的数据，很明显方案三是较佳的优化方案。风机总压提高4.25%，效率提高1.49%。方案四，效率降低0.19%，主要是由于流经槽的流体与原叶轮内的高速流体发生强烈碰撞，造成冲击损失。在风机运行过程中，当集热器流入叶轮转轮时，流体受到惯性力和科里奥利力的影响，在后圆盘B段附近形成高速区，使B段附近的流速和流量大于A段，从而使风机性能从两个方面得到改善。一是提高前盘的径向速度，即A段，使高速离心鼓风机出口处的流体速度趋于均匀；二是优化后盘附近的速度梯度。由此可见，开槽后叶轮出口处的流速整体上得到了提高。叶轮转轮内靠近后圆盘的速度在整个转轮内比较均匀，没有明显的高速聚集区，因此流场比较合理。与子午面上的原风机相比，其轴向平均速度较高，速度梯度较小。因此，开槽改善了叶轮通道内的流场，大大提高了高速离心鼓风机的总压和效率。边界层分离现象发生在原风机叶片通道的吸力面上，形成较大的涡流区；在通道的后半段，边界层分离现象也发生在通道的吸力面上。叶片压力面上的压力高于吸入面上的压力。二次流在叶轮通道中形成（其部分速度沿叶轮的圆周方向）。通过与实验数据的比较，发现误差很小，证明了瞬态计算方法对液力变矩器流场分析的正确性和有效性。同时，在离心力的作用下，圆周方向形成一定的角度。
高速离心鼓风机蜗壳优化设计方法的研究进展横截面面积的圆周变化、横截面形状、横截面的径向位置、蜗壳入口位置、蜗舌的结构是蜗壳的五个主要几何参数。其中蜗舌的位置、角度和形状，在避免内部冲击、减少分离损失和降低噪声等方面起着重要的作用。蜗壳的各几何参数对风机内部流动的影响并不是独立的，它们之间既相互关联，又相互影响，因此，在确定这些几何参数时要进行考虑。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。按一维设计理论(等环量法)蜗壳型线应为一条对数螺旋线。通过对方程的简化处理，高速离心鼓风机按照等边基元法和不等边基元法可以完成蜗壳型线的绘制。高速离心鼓风机采用改进的等边基元法绘制离心风机的蜗壳型线，通过数值计算与实验研究，结果表明采用改进的等边基元法绘制蜗壳型线，不仅可以提高离心风机的效率，还可以降低风机的噪声。在蜗壳型线一维设计理论的基础上，通过考虑气体粘性因素的影响，对风机原外壳进行了改进。在实际应用中，总压系数不仅与叶片出口安装角有关，而且与叶轮的相对几何尺寸有关。研究结果表明，通过考虑气体粘性，对蜗壳型线进行改进，可以减小蜗壳内的流动损失，提高风机的效率。
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