Y4-73离心通风机叶轮的高比转速优化设计研究

为了提高Y4-73离心通风机在大流量工况运行时的气动性能,在原通风机蜗壳不变的基础上,优化设计了一种高比转速叶轮,结合试验和数值模拟对其气动性能进行分析并研究了3种不同叶型对该风机性能的影响。研究结果表明,与改进前相比,高比转速离心通风机最高效率点向大流量工况偏移,虽然风机最高效率点的效率较原风机降低了3%,但在实际应用的大流量设计工况下,效率提升了10%。在此工作点下,改进后的高比转速叶轮与原蜗壳匹配性更好,叶片负荷提高,在靠近蜗舌和叶轮前盘处的流态有较大改善。当风机叶片为板型时,在设计工况下效率较薄翼型风机提升了1%。板型叶轮叶道内的流动分离现象有所减弱,尾迹损失小,叶轮出口气流角较大,使得叶轮出口处有效通流面积增大,从而提升了叶轮的做功能力,同时减小了蜗壳内的流动损失。     

防涡圈对离心风机性能影响的探讨

针对某离心通风机模型,研究了防涡圈对风机性能的影响。数值模拟和试验结果都说明了加装防涡圈后全压升和效率有所下降,这与以往的认知不完全一致。设计工况下,未加装防涡圈的通风机全压升比加装长防涡圈的风机高出约4%,效率高出约3%,内泄漏情况也会随防涡圈长度的增加变得严重;从内部流场可以看出,加装防涡圈减小了蜗壳内部的扩压空间,叶轮出口大尺度漩涡更加剧烈,影响了叶轮出口气流方向,并在叶轮出口产生回流现象,降低了通风机的全压和效率。因此认为对于不同压力系数和流量系数的风机,防涡圈对风机性能的影响规律是不一样的。     

离心通风机内泄漏流量分析及结构改进研究

叶轮前盘与进风口之间的间隙导致出现内泄漏现象,是离心通风机不可避免的一种损失。通过对高、中、低压离心通风机的内泄漏流量进行计算,发现内泄漏系数β内明显大于通常设计的预计范围,所以设计计算中不应忽略内泄漏流量的影响。本文还建议用叶轮流量来计算与叶轮有关的气动和结构参数,以确保得到更准确的风机设计和流动分析结果。另外,工程实践证明:通过加装环状密封弹片可以减小离心通风机的内泄漏损失,使不同类型的离心风机效率分别提高1%~5%,且其结构简单、制造安装方便、运行安全可靠,可以考虑在工业离心通风机推广应用。     

离心通风机叶轮改变叶片出口安装角的性能试验研究

为了对B2/D2=0.22叶轮的高效离心通风机模型扩展应用,得到在此模型基础上大流量区压力提升,小流量区压力下降的性能,进行了叶轮叶片改变出口安装角的性能试验研究,并将改变出口安装角后得到的性能曲线的变化规律进行了理论分析和探讨。证明其变化规律与离心通风机基本理论相吻合。     

混装不同叶轮的多级离心泵驼峰性能研究

针对多级离心泵小流量区域的扬程易产生驼峰、运行不稳定的问题,提出了一种不同水力的叶轮进行混装的改进方案,并通过对比试验对改善扬程驼峰的有效性进行了验证,结果表明：通过叶片数为5、出口宽度为23.7 mm的A叶轮与叶片数为3、出口宽度为33.6 mm的B叶轮进行混装,较好地改善了多级离心泵小流量区域的扬程驼峰;效率为76%的A叶轮与效率为75%的B叶轮混装后泵效率为75.7%,不会因改善驼峰而牺牲泵的效率;相较传统的通过改变单个叶轮水力模型的叶片数、叶片出口角、叶轮出口宽度等参数来改善扬程驼峰的方法,更加方便灵活,且不会因改善驼峰而牺牲泵的效率。研究结论可为改善多级离心泵扬程驼峰的设计方法提供参考。     

小型后向离心风机叶轮叶片出口宽度对性能的试验分析

在某些特殊场合中,离心风机除满足额定工况外,还需满足一定流量范围内的流量-压力曲线斜率要求。本文通过改变后向离心风机叶轮出口宽度,得到了满足其流量-压力曲线斜率要求的叶轮。同时分析了其他叶轮参数相同时,改变叶轮出口宽度对风机性能的影响。通过获得叶轮出口宽度对风机特性曲线的影响,为风机叶轮出口宽度的设计及实际工程中改造叶轮提供参考。     

不同宽度无叶扩压器与半开式离心叶轮匹配特性数值模拟

考虑到扩压器与叶轮的匹配特性,本文对不同宽度扩压器的半开式离心叶轮流道的性能与流动结构进行了分析。通过数值建模与全工况的性能计算,对比了数值计算性能与实验性能,验证了数值方法的可靠性。在此基础上,调整扩压器宽度,发现适当减小扩压器宽度可以使叶轮出口流动趋向均匀,进而抑制扩压器盖侧回流,改善整个流道的性能;尤其是在小流量工况下,可以有效提高离心叶轮流道的效率和压比。同时发现,不同宽度扩压器对叶轮叶顶泄漏流有一定的影响,进而影响叶轮的性能。     

基于数据挖掘方法的压缩机二元叶轮优化研究

以离心压缩机后弯叶轮叶片进口宽度、出口宽度、进口安装角和出口安装角作为设计变量;质量流量、等熵效率和能量头作为性能参数。通过拉丁抽样选取40个样本点,分别在NUMECA软件中计算。采用数据挖掘的方法对计算结果进行分析,得到设计变量对性能参数的影响关系,并确定最优设计参数。结果显示,在流量一定的情况下,对比原始模型及优化模型,二元叶轮的等熵效率提升3.84%,压比提高1.58%。     

延长叶轮盘、盖尺寸对离心压缩机模型级性能影响研究（英文）

采用CFD方法分析了大流量系数离心压缩机模型级叶轮出口轮盘和机匣处径向延伸长度(旋转扩压器)的影响。在考虑间隙泄漏情况下,计算结果显示径向延伸长度与模型级能头系数和多变效率呈正相关,径向延伸长度越长,能头系数和多变效率越高。当径向延伸长度小于4.44%的叶轮出口半径时,随延伸长度的增加,能头系数与多变效率增速很快。当延伸长度大于4.44%的叶轮出口半径时,能头系数与多变效率增速变缓,扩压器人口均匀性提高,静子部件总压损失系数减小,级性能得到改善。当延伸长度超过5.56%叶轮出口半径且流量系数超过设计值0.1957时,静子部件的总压损失随流量系数的增大而减小。     

无叶扩压器对离心压缩机流场及性能影响的数值研究

采用自编的CFD程序数值研究了无叶扩压器对离心压缩机流场及气动性能的影响.采用当地时间步长、多重网格以及隐式参差光顺等技术来加速收敛,以质量流量来代替出口静压的出口边界条件,使出口静压在计算过程中与给定的流量工况自动匹配,大大节省了计算时间.对Krain叶轮后带等面积与直壁两种形式的无叶扩压器离心压缩机内部流场进行了计算与分析,结果表明:直壁型无叶扩压器离心压缩机的效率低于等面积无叶扩压器离心压缩机的效率;直壁型无叶扩压器使得叶轮出口的流动出现分离;扩压器的形式对离心叶轮的整体气动性能影响并不大;在进行离心叶轮数值研究时,叶轮后的延伸区最好采用等面积无叶扩压器,以尽量减小无叶扩压器所引起的计算误差.