以5-51离心风机为研究对象，利用NUMECA 软件对其叶片进行开缝数值模拟，结果表明，开缝对风机内部流场有一定优化作用，并依据叶轮流场和风机性能的改善情况，确定了较优的开缝角度和开缝位置，在较优开缝方案下，流体在流道出口的速度比较均匀一致，且风机全压提高4.25%，效率提高1.49%。通风机的功能曲线通风机的全压tFP、功率P、功率η等功能参数随通风机
5-51离心风机
以5-51离心风机为研究对象，利用NUMECA 软件对其叶片进行开缝数值模拟，结果表明，开缝对风机内部流场有一定优化作用，并依据叶轮流场和风机性能的改善情况，确定了较优的开缝角度和开缝位置，在较优开缝方案下，流体在流道出口的速度比较均匀一致，且风机全压提高4.25%，效率提高1.49%。通风机的功能曲线通风机的全压tFP、功率P、功率η等功能参数随通风机的流量Q改变的联系曲线，称为通风机的功能曲线。
风机属于通用机械类。它们广泛应用于国民经济的各个部门。风机是工农业生产不可缺少的设备。据统计，风机用电量约占总用电量的9%。目前，离心风机在我国能源系统中占有很大的比重。因此，提高离心风机的性能对于工矿企业节能增效具有重要意义。5-51离心风机的节能方法主要是从运行调整和结构改造两个方面进行的，对运行调节的研究非常广泛；5-51离心风机结构改造主要包括换流器的安装、动静叶的改造等，目前对风机叶片开槽技术的研究还不多见。而且工程应用不广泛。清华大学等人通过对长、短叶片的开槽，使离心风机的性能曲线变平，区变宽，使非设计性能更好。对叶片弦缝进行了研究，改善了叶栅周围的压力分布，降低了总压损失15.8%。研究了吸入点和回流点的位置，即狭缝的位置，并提出了良好的建议。杨科等人对航空工业风力机的开槽问题进行了研究。模拟了不同攻角下的上、下风面开槽和自下而上的开槽。在叶轮中，由于叶轮的转动和叶片对气体的作用，叶轮内部沿径向由内向外移动，总压值逐渐增大。分析了不同工况下的流场和流线分布。结果表明，开槽对改善风力机静失速特性非常有益。
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，5-51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。（2）通过观察原型风机和斜槽风机叶片通道的流线图，可以看出设计风机的长、短叶片吸力面分离较弱，但没有强涡流区。
5-51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。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5-51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。通过对原型风机和斜槽风机叶片通道流线图的比较，可以看出所设计的风机内部流动得到了很大的改善，从而验证了本文风机设计方案的可行性。
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。以提高5-51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。（2）实验方法是利用的测量技术，建立离心风机在各种工况下的实验模型。
5-51离心风机原型机的短叶片是在长叶片的基础上在直径为320mm的圆弧方位截断，改善计划一的短叶片长度进行了多种长度的挑选，并经过数值计算得到醉优的短叶片长度是在长叶片的基础上在直径为259mm的圆弧方位打断。改善完成后按照5-51离心风机原型机的数值计算方法，对改善后的风机进行数值计算，能够看出通过向内延伸斜槽式离心风机的短叶片，将风机的所需扭矩由4.53N.m降低为4.33N.m，使风机的功率进步了2.3%。能够看出在延伸短叶片后，改善计划一的风机短叶片吸力面的两个旋涡消失，叶片邻近的别离区显着的减小，但改善计划一的长叶片吸力面依然存在较大
