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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，4-79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
4-79风机














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，4-79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。在数值计算过程中，采用SSTK-U湍流模型进行稳态数值计算，稳态结果作为瞬态计算的初始值。

4-79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。4-79风机样机蜗舌流线图表明，当气体流经样机蜗舌位置时，大量气体通过蜗舌与叶轮之间的间隙T流回蜗壳，流量损失较大。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4-79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。在原风机电机不变的情况下，风机叶轮直径由2557mm增加到2624mm，叶片类型发生变化。以提高4-79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。













4-79风机叶轮由若干结构参数组成，这些参数对离心风机的性能有着重要的影响。相似原理在风机上的应用，极大地促进了风机的设计和改进。当S型后缘角为5度，叶片倾角适当增大时，可有效降低空调风机噪声。在风机设计中，根据相似原理，可以选择现有的风机或经过试验的机型进行相似设计，以保证风机达到预期效果。在没有合适、的风机或模型的情况下，可以根据4-79风机相似原理制作模型，然后将模型试验的结果转换为机器的实际结果，完成风机的设计。然而，相似原理的应用必须严格满足几何相似、运动相似和动态相似等相似条件。可以看出，在相同的条件下，通过风机转速与叶轮出口直径的比值，可以得到风机流量、静压、总压和内功率的比例关系。然而，当只改变叶轮结构参数时，改进后的风机与原型风机的相似性将不能得到满足。因此，本文通过改变4-79风机叶轮的结构参数和数值计算方法，对改进后的风机性能进行了评价和分析。离心风机结构参数试验模型为2900转/分斜槽离心风机，传动方式为A型传动。斜槽离心风机主要由叶轮、蜗壳和集热器组成。叶轮由前、后、叶片三部分组成。前盘为锥形弧。叶轮直径480mm，叶片数20片。短刃10片，长刃10片，分布均匀。短叶片为截短半径的前叶片，其余部分与长叶片结构相同，所有叶片出口安装角度为140度。叶轮图如图3.1所示。蜗壳为矩形截面，宽度为69mm。









当改进后的方法不能满足合作机组的性能要求时，采用现代4-79风机设计理论完成了风机的设计，并详细介绍了风机各部件结构参数的选择原则。在结构化网格生成过程中，边上节点的数目发生变化，往往导致相应的边节点发生许多变化。根据叶轮流道断面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线成形的数学模型。根据该数学模型，采用双圆弧拼接的方法完成了叶片型线的绘制。设计的4-79风机效率为68%，比样机提高19.9%，总压由4626pa提高到5257pa，均满足合作机组的性能要求。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。后介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。在瞬态计算结果稳定后，4-79风机利用FW-H模型对设计风机的气动噪声进行了计算。设计风机的声压峰值为1100Hz，声压值为58dB。在远场噪声计算中，随着受流点到叶轮中心距离的增加，风机噪声值呈下降趋势。