4-72離心風機量大從優【山東冠熙】

通過數值計算方法，觀察離心風機蝸殼內部的流動情況，通過收縮蝸殼180°~360°之間的型線，改進后的離心風機出口靜壓，出口全壓和風機效率都有所提高。

Beena D. Baloni等采用實驗方法，對具有相同葉輪，4-72離心風機蝸殼采用等環量法與等平均速度法成型的離心風機內部流動特性進行了研究，結果表明采用等平均速度法成型的蝸殼內部氣流的速度梯度與壓力梯度都小于采用等環量法成型的蝸殼，內部流動情況更優。當流量大于設計流量時，子午線速度mc1增大，入口速度與圓周切線的夾角大于葉片入口角度1aβ，4-72離心風機迎角為負。

4-72離心風機應用廣泛，但由于其葉片結構復雜、葉道較長導致其內部流動損失較大，效率較低。復雜的葉片結構導致其加工工藝復雜，在批量生產時葉片模具制造的成本較大，一般企業都只單件生產甚至不生產，導致產品的供不應求。將原型風機的計算結果與原始測量數據進行了比較，詳細分析了SSTK-U湍流模型計算結果的準確性，即離心風機的數值計算。因此本文采用數值計算得方法，找到4-72離心風機內部流動損失的根源，改善風機內部的流動特性，提高風機的綜合性能。

根據以上分析，本文對斜槽式離心風機進行了改進設計，從改善風機內部流動特性出發，首先在原型機的基礎上進行改進，而后根據風機的現代設計方法，以合作單位的性能指標為設計條件，完成風機的設計工作，具體的內容如下：

本文通過查閱大量離心風機優化設計的文獻，深入理解了風機的不同結構參數對風機內部流動特性的影響，并采用數值計算方法

(CFD)對風機原型機進行了數值模擬，通過觀察風機不同截面處的等值線圖和流線圖，對風機的內部流動特性進行了分析，為離心風機的改進提供思路。以提高4-72離心風機的效率和增大其全壓為改進目標，對風機的短葉片長度、增大風機葉輪的旋轉直徑和改變風機蝸殼蝸舌與葉輪的間隙，對風機性能的影響進行了研究。因此，改進后的風扇與樣機的幾何相似性不滿足風扇相似性原理的條件。

4-72離心風機的創新點和難點在于以、高壓、節能為風機的設計目標，要求產品性能達到或接近高壓、技術水平的先進水平。但風機的性能參數是互補的、矛盾的。工作壓力的增加也會導致電耗和噪聲水平的提高，這是風機常見的技術問題。如果此時溫度變化明顯，繼電器內部的液體裝置也會發生劇烈變化，導致指針旋轉。如何使風機的工作參數滿足設計要求，提高風機的整體性能，不僅關系到單個零件結構設計的優化，而且關系到材料、制造、加工工藝和裝配精度的優化。因此，這是一個對風機進行整體優化的系統工程，是4-72離心風機較大的技術難點。

另外，4-72離心風機的創新點如下：

（1）通過對斜槽離心風機樣機的數值計算和內部流動特性分析，對樣機結構進行了改進，并提出了各種改進方案。通過延長斜槽風機的短葉片，降低了風機所需的扭矩，提高了風機的效率；通過向外延伸風機的長葉片和短葉片，提高了風機的效率。大型風機葉輪的旋轉半徑可以增加風機的總壓力，但效率基本不變。減小樣機葉輪與蝸殼舌之間的間隙，不僅可以提高風機的總壓，而且可以提高風機效率2.1%。風機葉輪參數選擇葉輪是風機的主要部件，葉片是將能量傳遞給流體的部件。為XQ斜槽風機的進一步改進和完善提供了良好的參考。

（2）取消原4-72離心風機的設計結構。根據葉輪流道橫截面積逐漸變化的原理，建立了風機葉片型線成形的數學模型，并根據該數學模型完成了風機葉片型線的設計。葉片的“雙圓弧”設計被原來復雜的“多圓弧”設計思想所取代，從而改善了原模型低壓低效的缺點。

（3）放棄傳統的以實驗為基礎的風機設計方法，以數值計算方法為主要研究手段，改進4-72離心風機的設計，降低風機的開發成本和周期，加快離心風機產品的更新換代。

離心風機的葉片結構主要包括葉片的形狀和葉片的組合。根據葉片出口安裝角度的不同，風機可分為前向型、徑向型和后向型三種。為了改善葉輪流道內的流動狀況，國內外學者對葉輪葉型和葉片結構進行了大量的研究。2013年，Wu Gengli等人[46]采用“雙圓弧段”葉片。目前，只有一些簡單的流動機理可以研究，如室內空氣流動、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動過程中的碰撞磨損等。通過對葉片與恒速葉片的比較，結果表明，雙圓弧葉片離心風機可以獲得更寬的穩定工作范圍和更高的總壓。黃東濤等。4-72離心風機采用長短葉片開槽技術，提高風機總壓，降低風機噪音。通過控制4-72離心風機主葉片的數量，增加了主葉片中的短葉片，減少了葉片通道中的回流損失，從而提高了風機的效率。本文在前人研究成果的基礎上，根據葉輪流道截面逐漸變化的原理，采用葉片型線成形法，將斜槽風機樣機的“多弧S形葉片”改進為“雙弧”葉片，并采用雙弧拼接的方法，將葉片型線成形為“雙弧”葉片。兩個部分的葉片剖面詳細介紹了風機各部件結構參數的選擇和設計過程。