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發布時間:2021-04-12 16:05  
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小型離心風機葉輪由若干結構參數組成,這些參數對離心風機的性能有著重要的影響。相似原理在風機上的應用,極大地促進了風機的設計和改進。在風機設計中,根據相似原理,可以選擇現有的風機或經過試驗的機型進行相似設計,以保證風機達到預期效果。在沒有合適、的風機或模型的情況下,可以根據小型離心風機相似原理制作模型,然后將模型試驗的結果轉換為機器的實際結果,完成風機的設計。然而,相似原理的應用必須嚴格滿足幾何相似、運動相似和動態相似等相似條件??梢钥闯觯谙嗤臈l件下,通過風機轉速與葉輪出口直徑的比值,可以得到風機流量、靜壓、總壓和內功率的比例關系。然而,當只改變葉輪結構參數時,改進后的風機與原型風機的相似性將不能得到滿足。因此,本文通過改變小型離心風機葉輪的結構參數和數值計算方法,對改進后的風機性能進行了評價和分析。離心風機結構參數試驗模型為2900轉/分斜槽離心風機,傳動方式為A型傳動。斜槽離心風機主要由葉輪、蝸殼和集熱器組成。Seung-heo等人[64]將葉片的線性后緣改為S形后緣,結果表明,S型后緣葉片能有效地降低空調風機的噪聲,使小型離心風機噪聲降低到2。葉輪由前、后、葉片三部分組成。前盤為錐形弧。葉輪直徑480mm,葉片數20片。短刃10片,長刃10片,分布均勻。短葉片為截短半徑的前葉片,其余部分與長葉片結構相同,所有葉片出口安裝角度為140度。葉輪圖如圖3.1所示。蝸殼為矩形截面,寬度為69mm。

計算了小型離心風機葉輪進口直徑與葉輪出口外徑之比,即3258.0/20dd=從步開始,設計風機的比轉速為15.5998。可以看出,所設計的風機是一種低比轉速風機。得到了不同比轉速下風機進出口外緣直徑的比值范圍。結果表明,所設計的風機滿足風機的設計要求,可以繼續后續的設計工作。入口攻角是指入口角與葉片相對速度和圓周切線之間的差。它與圓周切線的夾角等于葉片入口角1aβ,因此攻角為零。3%,但風機的全壓值根本堅持不變,這樣的改善計劃并不能滿足對風機全壓值5000Pa的要求。當小型離心風機流量小于設計流量時,經向速度mc1減小,入口相對速度與圓周切線方向的夾角小于葉片進口角1aβ,迎角為正。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,小型離心風機迎角為負。前葉輪1Aβ值一般在40~60之間。由于適當增大了前風機的迎角和安裝角,可以減小風機葉片通道的流量損失。因此,當迎角為6.04時,1aβ值為45。


小型離心風機的葉輪進口直徑和出口直徑增大,葉片進口安裝角增大,葉輪進口寬度、出口寬度和葉片出口安裝角減小。為了保證葉輪通道的橫截面積逐漸變化,葉片安裝角aβ由1aβ逐漸變為2aβ。因此,根據小型離心風機葉片安裝角隨葉輪半徑線性變化的規律,設計了風機葉片安裝角。在數值計算過程中,采用SSTK-U湍流模型進行穩態數值計算,穩態結果作為瞬態計算的初始值。通過對第三章斜槽離心風機內部流動特性的分析,可以看出,具有復雜“多弧”葉片的原型葉片吸力面具有較強的渦度,導致風機內部流動損失增大,無法提高風機的整體效率。
為了避免樣機葉片結構復雜,提高風機效率,提高風機葉片的加工工藝,采用“雙圓弧”拼接的方法進行葉片成型。離心風機蝸殼成形及參數選擇離心風機蝸殼是將離開葉輪的氣體引至蝸殼出口,將部分氣體動能轉化為靜壓的裝置。下面介紹了離心風機蝸殼主要幾何參數和參數的選擇方法。蝸殼的各幾何參數對風機內部流動的影響并不是獨立的,它們之間既相互關聯,又相互影響,因此,在確定這些幾何參數時要進行考慮。蝸殼的主要幾何參數包括蝸殼橫截面積的周向變化、橫截面積的形狀、橫截面積的徑向位置、蝸殼的入口位置和蝸殼舌的結構。小型離心風機根據不同的截面形狀,蝸殼可分為矩形截面、平行壁蝸殼、圓形截面蝸殼等。






研究結果表明,小型離心風機葉片結構復雜,不僅使風機難以加工,而且增加了風機內部的流動損失,降低了風機的效率。為了提高小型離心風機的總壓和效率,對斜槽離心風機進行了改進和設計。采用數值計算方法對斜槽離心風機的內部流動進行了分析,并根據內部流動規律進行了相應的改進和設計工作。通過查閱大量的離心風機優化設計文獻,深入了解風機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建立風機三維模型,劃分網格,小型離心風機采用N-S方程,結合W。利用SSTK-U湍流模型,模擬了斜通道風機的原型。通過對樣機計算結果與原始測量數據的比較,詳細分析了SSTK-U湍流模型的精度,為離心風機數值計算選擇湍流模型提供了良好的參考。目前小型離心風機的湍流數值模擬方法有直接數值模擬法、雷諾時間平均法和大渦模擬法。通過觀察風機不同截面的等值線和流線圖,分析了風機的內部流動特性,為離心風機的改進提供了思路。在斜槽離心風機樣機的基礎上,提出了三種改進方案:向內延長風機短葉片可減少短葉片吸力面分離,提高風機效率2.3%;增大風機葉輪旋轉直徑可提高總壓。風機的壓力值,效率基本不變,增大蝸殼舌與風機葉輪之間的間隙,可使風機總壓值提高到4711pa,效率提高2.1%。