离心风机蜗壳型线设计方法的分析研究

蜗壳是离心式通风机的一个重要部件,其结构是复杂的空间曲面体。蜗壳设计较明显的影响参数是蜗壳的型线、蜗壳截面形状和布置方式,如何绘制蜗壳型线将直接影响蜗壳内的流动损失。本文对现有文献介绍的通风机蜗壳的工程设计方法进行了分析,总结了各设计方法的特点及其适用范围,并就对离心风机性能影响较明显的蜗壳型线和截面形状等因素进行总结分析,对离心风机蜗壳型线设计方法的改进提供了一定的工程设计借鉴价值和学术价值。     

基于控制速度分布的离心风机系统优化设计方法研究

在基于控制速度分布的离心叶轮优化设计方法基础上,建立了前盘子午面成型和蜗壳设计方法,形成了离心风机的优化设计系统。在前盘子午面成型时,用叶片型线与叶轮进口直径和叶片进口角相结合进行优化,使总体参数优化、前盘子午型线及叶片成型三者有机结合。蜗壳设计中考虑了粘性影响,使蜗壳的设计更加高效实用。使用C语言将优化系统编写成程序,并对某型号风机进行优化设计,结果表明,在全工况下优化后的风机效率有明显提高,说明本文建立的离心通风机优化设计方法是可行的。     

气流染色机用离心风机不同蜗壳结构的数值研究

离心式通风机是纺织行业气流染色机的关键部件之一，其性能决定气流染色机产品的性能和染色质量，也是主要的耗能部件。本文对四种不同蜗壳结构的气流染色机用离心风机进行了详细的数值研究，研究不同蜗壳壁面型线、蜗壳高度h和叶轮轮盘外侧面与蜗壳内壁面之间的间距S等几何结构参数对离心风机性能的影响。研究结果表明：当蜗壳壁面型线为对数螺线时，合理增大蜗壳高度h和叶轮轮盘外侧面与蜗壳内壁面之间的间距S，可有效提升通风机性能。     

尺寸限制条件下离心风机蜗壳型线的设计研究

由于暖通空调行业在通风换热系统中的一些产品对于紧凑结构的要求很高,因此前向多翼离心风机及其风道系统的设计常常受到结构尺寸的限制。在实际应用中大量多翼离心风机采用"大叶轮、小蜗壳"结构,造成蜗壳型线与叶轮流动参数的不匹配。为了能够在空间受限的条件下,尽可能设计出相对高效和大风量的前向多翼离心风机,本文对比分析了受限空间下两种思路设计得到的多种蜗壳型线方案,利用数值仿真确定最优方案,并通过实验测试对仿真计算结果进行了验证。在此基础上分析了最优方案内部的流动特征。     

蜗壳及叶片外形对双吸式多翼离心风机性能影响的试验研究

以某款效率低、全压低的双吸式多翼离心风机为实验对象,通过试验研究蜗壳型线,叶片外形以及增加叶片数对风机性能的影响。试验结果表明:蜗壳型线的变化趋势对双吸式多翼离心风机的性能有着很大的影响,良好的蜗壳型线不仅提高了风机效率以及全压,还改变了流量-压力曲线的变化趋势;相比原风机,采用改型蜗壳及改型叶轮的方案2风机能够大幅提升风机性能,使效率提升幅度达到10.93%,风机全压提升近40Pa;当叶片数从46片增加至56片,风机在大流量工况下提升了风机静压,但风机效率会略有下降。     

基于正交试验设计的离心风机多因素优化研究

以G4-73№8D型离心风机为研究对象,在蜗壳型线优化的基础上,采用正交试验设计方法耦合蜗壳宽度、蜗舌间隙及叶轮轴向相对位置三因素,通过正交表确定试验方案。利用Fluent数值模拟软件,对部分试验方案的风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。计算结果表明:A1B3C1(型线优化风机)和A3B3C3(耦合风机)较原风机,全压和效率都有较大提高;正交试验设计方法为风机的多因素优化提供借鉴意义。     

多翼离心风机数值计算及改进设计研究

运用计算流体动力学软件Fluent对多翼离心风机进行数值计算。计算结果与试验结果的对比表明了数值计算具有较好的准确性和可信度。采用数值计算的方法,以提高风机性能为目的,对影响多翼离心风机性能的几何参数,如叶片型线、叶片数、叶片进出口安装角、蜗壳内壁型线、蜗舌等进行研究,得到了各参数对多翼离心风机性能影响的一些规律并据此提出改进方案。改进后的风机与原型相比,性能更加优良,达到了改进的目的。     

空调器多翼离心风机蜗壳型线的试验研究

针对影响空调器性能的多翼离心风机的蜗壳型线进行了试验和分析,试验得出了适合于空调器且能获得较优性能的蜗壳型线。该项研究将有助于提高空调器的整体性能并为今后的研究奠定基础。     

多翼离心风机蜗壳小型化设计数值研究

为减小多翼离心风机蜗壳小型化过程中对风机气动性能造成的损失,在蜗壳单侧切割的基础上,提出一种等比例组合式切割策略.以某烟机用多翼离心风机的螺旋形蜗壳为研究对象,对相等宽度缩减率下基于该组合式切割法所得方案、单侧切割方案、收缩型方案以及原型机展开数值模拟,并对不同方案的内流及全工况气动性能展开详细对比分析.结果 表明各小型化策略对风机不同流量工况下压力和效率的影响不尽相同,其中组合式切割策略可有效削弱单侧切割深度过大对风机性能的负面影响,对应方案的气动性能在所有蜗壳小型化方案中综合最佳.与蜗壳型线曲率连续的收缩型方案相比,该组合式切割所得型线非连续方案的叶轮效率、蜗壳静压转换能力相对于原型机的降幅反而更小,具有明显性能优势.     

离心风机蜗壳参数的计算机辅助分析

根据离心风机的噪声特点以及空腔声共振的原理,提出了通过改变风机蜗壳的空腔声共振频率来改善风机的噪声的方法,列出了风机蜗壳声共振数学模型,利用计算机进行了参数分析设计,并进行了试验验证.     

蜗壳开度对离心风机气动性能影响的研究

研究不同蜗壳开度对离心风机气动性能的影响。采用Pfleiderer机壳型线计算方法,通过改变x值来调节蜗壳的开度,然后数值模拟计算应用不同开度蜗壳的风机,通过对风机整体气动参数、机壳损失分布以及叶轮流场变化的分析来研究开度不同对风机气动性能的影响。数值模拟结果显示,设计机壳时所取蜗壳开度越大,风机流量越大,但其负面影响是全压和效率的下降。蜗壳开度的增加,改善了叶轮流道流动,使其出口更为均匀,掺混损失减小,但机壳表面积的增大带来更大的摩擦损失。机壳开度增加时叶轮内部流动情况的整体改善,是叶轮效率提高的主要原因,但摩擦损失的增加导致了整机效率的下降。     

蜗壳变型线改进离心风机性能的研究

采用三维定常、可压缩的SIMPLEC算法,对一离心通风机的运行性能进行了整机三维数值模拟并进行了试验测量.对通风机设计工况下叶轮和蜗壳流道内的速度与压力分布情况进行了重点分析,与试验测量数据的比较结果表明数值模拟结果在全压、效率等性能参数方面的预测均较准确.在此基础上针对流动存在问题,对蜗壳型线进行了改进设计.数值分析表明蜗壳变型线后叶轮内部流场得到明显改善,设计工况下风机静压提高10%,全压提高6%,全压内效率提高2.6%.     

通风机系列群设计的构思与研究

为了拓宽风机的选型范围，使风机适应更广的运行区间，将离心风机的一些零件设计成通用的，其他零件重新设计，对新旧模型组成一个“离心风机系列群”的可行性进行了研究。文中对一台FRP材料的风机蜗壳做通用设计，更换叶轮及进风口延伸出“高压型”及“大流量型”两款机型。并对两款机型做CFD分析，预测风机性能。再通过选型实例说明“系列群设计法”能拓宽风机的选型范围，在不同的选型工况下选择不同的风机能提高运行工况的效率。实际生产中能通用大量模具，具有很高的实用价值。     

船用离心通风机降噪的试验研究（二）——吸声蜗壳对噪声的影响

在研制低噪声船用离心通风机过程中，对叶轮型式和蜗壳结构进行了试验研究。本文介绍了采用吸声蜗壳，改变蜗舌间隙、进风筒套口深度以及风机叶轮与蜗壳的合理匹配来降低风机噪声的方法，取得了良好的降噪效果。     

空调新风系统多翼离心风机叶轮进出口角对风量影响的研究

叶轮是多翼离心风机的核心部件，探究叶轮进出口角对叶轮气动特性的影响，对空调新风系统多翼离心风机的设计及风量优化具有重要意义。针对某型空调新风系统，构建了多翼离心风机CFD整机仿真模型。在此基础上，分析了前向叶轮进出口角对多翼离心风机风量的影响，并通过数值仿真分析，对不同叶轮进出口角时的风机内部流场展开分析，最后得出优化后的叶轮进出口角方案。结果表明，当叶轮进口角为50°，出口角为169°时，风机流道流动情况得到明显优化，叶道堵塞情况得到改善，叶轮有效通流面积增大，叶轮出口气流速度提升，风机效率有所提升，风机蜗壳出口处风速均匀性较好，空调新风系统性能显著提升，蜗壳出口处风量提高1.29m3/h，增幅约1.27%。     

无蜗壳离心通风机性能研究

针对离心风机前后向叶轮分别在有无蜗壳时的情况进行了对比试验和数值模拟分析,得出了离心风机蜗壳对风机性能的影响程度以及在无蜗壳时如何尽可能降低其对性能影响的初步结论,对实际的生产、应用具有指导意义。     

双吸离心通风机流场数值研究

针对某双吸离心通风机,生产企业为节约成本,对风机轴向尺寸、进气室和蜗壳形线等结构参数进行了重新设计。为验证改进方案是否对风机气动性能产生较大影响,本文对原型风机和改进后风机的流场进行数值模拟,并在此基础上分析了相关流动特征及外特性之间的关联性。研究结果表明改进后的风机气动性能大幅下降,流场细节的对比分析发现进气室和蜗壳的改进对风机性能的负面影响最大。最后对风机气动性能的后续改进提出建议。     

空间站用离心风机降噪技术研究与验证

空间站需长期驻人,安静的环境对航天员的健康和安全尤为重要。因此有必要对离心风机的降噪技术开展研究。通过对离心风机气动噪声的产生及传播机理的研究,明确了离心风机的主要气动噪声源在蜗壳上。基于上述理论,针对空间站内某型号风机进行降噪设计,在其蜗壳内壁增加穿孔板和消音棉,并在进风口增加消声器,最终经过试验验证了风机噪声满足舱内稳态噪声医学要求。     

离心风机整机准定常流动数值研究

对一离心风机的在设计工况与变工况时整机内部三维粘性流场的数值模拟,捕捉到了离心风机内部许多重要的流动现象,证实了由于蜗壳的非对称性而导致叶轮与蜗壳的相互作用时会引起整个流场非对称的流动特性,对离心风机内流场的压力等参数的分布及叶片所受激振力的分析结果为探讨影响离心风机效率的原因,改进叶型设计,提高效率,扩大运行工况范围等,提供了重要的理论依据。     

考虑叶轮与蜗壳间隙的风机多因素正交优化设计

为了探究叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙改变对风机性能的影响,分析风机性能改善的内部流场机理,获得静压效率更高的风机,将正交试验设计方法、CFD技术和试验验证等相结合,发展了一种基于正交试验设计方法和CFD技术的离心风机优化方法,并将该方法应用于某工业离心风机的优化设计;将叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙和叶片前安装角作为3个独立因素,以静压效率为优化目标,基于该优化方法,对原风机进行多因素多水平的正交试验优化设计。结果表明,优化后风机的静压效率为77.29%,对比原风机静压效率提高了2.54%;叶轮与蜗壳上间隙对风机静压效率影响较大,优化后风机的湍流强度明显降低,二次流损失减小,风机气动性提高。