提高离心通风机叶轮性能浅述

时间：2017-05-12 作者：91再生 来源：91再生网

　　离心式通风机作爲流体机械的一种重要类型，普遍使用于国民经济各个部门,是次要的耗能机械之一，也是节能减排的一个重要研讨范畴。研讨进程标明：进步离心通风机叶轮设计程度,是进步离心通风机效率、扩展其工况范围的关键。本文将从离心通风机叶轮的设计和应用边界层控制技术进步离心通风机叶轮功能这两个方面，对近年来提出的进步离心通风机功能的办法和途径的研讨停止归结剖析。

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　　1离心通风机叶轮的设计办法简述

　　如何设计高效、工艺复杂的离心通风机不断是科研人员研讨的次要成绩，设计高效叶轮叶片是处理这一成绩的次要途径。

　　叶轮是风机的中心气动部件，叶轮外部活动的好坏间接决议着零件的功能和效率。因而国际外学者爲了理解叶轮外部的真实活动情况，改良叶轮设计以进步叶轮的功能和效率，作了少量的任务。

　　爲了设计出高效的离心叶轮,科研任务者们从各种角度来研讨气体在叶轮内的活动规律,寻求最佳的叶轮设计办法。最早运用的是一元设计办法[1]，经过少量的统计数据和一定的实际剖析，取得离心通风机各个关键截面气动和构造参数的选择规律。在一元办法运用的初期，可以复杂地经过对风机各个关键截面的均匀速度计算，确定离心叶轮和蜗壳的关键参数，而且普通叶片型线采用复杂的单圆弧成型。这种办法十分粗糙，设计的风机功能需求设计人员有十分丰厚的经历，有时可以取得功能不错的风机，但是，大局部状况下，设计的通风机效率低下了改良，研讨人员对叶轮轮盖的子午面型线采用过流断面的概念停止设计[2-3]，如此设计出来的离心叶轮的轮盖爲两段或多段圆弧，这种办法设计的叶轮虽然比前一种一元设计办法效率略有进步，但是该办法设计的风机轮盖加工难度大，本钱高，很难用于大型风机和非标风机的消费。

　　另外一个重要方面就是改良叶片设计，关于二元叶片的改良办法次要爲采用等加速办法和等扩张度办法等[4]，还有采用给定叶轮内绝对速度W沿均匀流线m散布[5]的办法。等加速办法从损失的角度思索，气流绝对速度在叶轮番道内的活动进程中以同一速率平均变化，能增加活动损失，进而进步叶轮效率；等扩张度办法是爲了防止部分地域过大的扩张角而提出的办法。给定的叶轮内绝对速度W沿均匀流线m的散布是经过控制绝对均匀流速沿流线m的变化规律，经过复杂几何关系，就可以失掉叶片型线沿半径的散布。以上办法虽然复杂，但也需求比拟复杂的数值计算。

　　随着数值计算以及电子计算机的高速开展，可以采用愈加复杂的办法设计离心通风机叶片。苗水淼等运用“全可控涡”概念[6],树立了一种采用流线曲率法在叶轮番道的子午面上停止叶轮设计的设计办法,该办法目前曾经推行至工程界,并曾经获得了明显效果[7]。但是此办法中决议叶轮设计成功与否的关键,即如何给出子午流面上叶片涡的合理散布。这一方面需求具有较丰厚的设计经历；另一方面也需求在设计进程中对设计后果不时改良以契合叶片涡的散布规律,以期最终设计出高效率的叶轮机械。

　　关于整个子午面上可控涡确实定，可以采用rCu沿轮盘、轮盖的给定，可以经过线性插值的办法确定rCu在整个子午面上的散布[8-9]，也可以经过经历公式确定可控涡的散布[10]，也有应用给定叶片载荷法[11]设计离心通风机的叶片。以上办法都是采用流线曲率法，设计出的是三元离心叶片，关于二元离心通风机叶片还不能间接使用。但数值计算显示，离心通风机的二元叶片外部活动的构造是更复杂的三维活动。因而，如何应用三维流场计算办法进一步来设计高效二元离心叶轮是进步离心通风机设计技术的关键。

　　随着计算技术的不时开展，三维粘性流场计算取得了十分大的提高，据此，有一些研讨者提出了近似模型办法。该办法是针对在工程中完全采用随机类优化办法寻优时计算量过大的成绩，使用统计学的办法，提出的一种计算量小、在一定水平上可以保证设计精确性的办法。在近似模型办法使用于叶轮机械气动优化设计方面,国际外研讨者们曾经做了相当一局部任务[12-14],其中以呼应面和人工神经网络办法使用居多。如何无效地将近似模型办法使用于多学科、多工况的优化成绩,并用较少的设计参数掩盖更大的实践设计空间,是一个重要的课题。
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