蜗壳与叶轮相对位置对多翼离心风机性能的影响

为探索蜗壳与叶轮轴向相对位置对多翼离心风机气动性能的影响,在保持其它参数不变的情况下,分别对仅改变蜗壳前端面与叶轮前盘间距、仅改变蜗壳后端面与叶轮后盘间距的改造风机进行数值计算,然后选取2个阶段中性能较好的方案进行组合从而确定最佳的蜗壳与叶轮轴向相对位置。研究结果表明:当叶轮出口宽度和蜗壳总宽度的相对值为0.81时其气动性能最佳,与原风机相比,效率提高了2.34%,静压提高了3.61%,噪声下降0.75 dB。     

不同前盘结构形式多翼离心风机性能对比研究

叶轮是离心通风机的做功部件,叶轮性能是影响风机气动性能最主要的因素,因而对其进行深入研究具有重要意义。本文通过回顾以往多翼离心风机的研究,并对多翼离心风机内流展开讨论,提出对原型风机的改进方案。主要目标是改善进口附近内流情况,以达到提高原型风机的压力(全压和静压)的目的。提出以下4种方案:前盖板封闭度分别为30%、60%、100%,以及叶轮采用锥形前盘方案。数值结果显示:改变前盖板封闭度能够影响风机性能,在设计工况下,前盖板封闭度为60%时风机静压和全压都为最大;在蜗壳结构不变的情况下,采用锥形叶轮并不能达到提高压力和效率的效果,在大流量下,采用锥形叶轮风机的压力和效率反而会降低。     

基于CFD和响应面的离心风机蜗壳的优化

离心风机作为清扫车气力系统的核心部件,对清扫效果、作业效率和噪声等车辆属性有着至关重要的作用。离心风机主要由蜗壳和叶轮构成,蜗壳主要对经过叶轮的气体进行扩压,蜗壳扩压能力的强弱直接影响风机全压的大小,进而影响清扫车气力系统的吸力等作业参数。为了研究不同蜗壳尺寸对某清扫车专用风机气动性能的影响,首先对风机蜗壳域的尺寸进行参数化处理,采用fluent流体分析软件结合DOE、响应面优化分析,以workbench为平台对离心风机整机进行数值计算,自动优化设计参数使风机气动性能在工作区域内达到最佳。结果表明,优化后风机静压提高7.3%,效率提高4.6%,叶轮流道内速度分布更加均匀,涡流区明显减少。     

多翼离心风机出口涡旋成因分析与抑制方法

为了研究多翼离心风机出口涡旋的成因与抑制方法,对中静压风机进行数值模拟与试验验证,分析其内部流场和噪声特性,并提出了抑制出口涡旋的整流片方法,试验结果验证了方法的可行性。研究表明,多翼离心风机蜗壳内的涡旋流动属于螺旋流动,是由于多翼离心风机内部结构存在大角度转变导致。蜗壳出口涡旋来源为叶轮出口气流大角度转变引起与蜗壳和叶轮间距内二次流引起。通过在蜗壳180°～270°截面间设置整流片达到了调节蜗壳内部气流分布,改善螺旋流动,减弱涡旋流动强度,降低多翼离心风机噪声的目的。经过等风量试验测试对比,验证了整流片的降噪效果,在不同静压工况下均有较好的降噪效果,30 Pa静压工况下为最大降噪幅度1.2 dB,100 Pa静压工况下为最小降噪幅度0.7 dB。研究结果可为多翼式离心风机的降噪提供依据。     

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。     

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%。     

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.     

基于面心立方设计的多翼离心风机性能优化

为提高油烟机的气动性能,基于计算流体力学(CFD)的方法对其内置的多翼离心风机进行多工况优化设计。选取叶轮进口角β₁、叶轮出口角β₂、蜗舌相位角φ和蜗舌半径R这四个设计参数,以最大流量和最高效率工况下的风机静压和风机效率为优化目标,采用面心立方设计方法进行四因素三水平的抽样来获取一组样本数据,并结合响应面模型和单纯形算法求得约束范围内的最优解。研究表明,优化后的叶轮靠近蜗舌上游区域的出口速度明显增大,蜗壳出口段扩压能力增强,风机静压最大提升幅度接近10Pa,全压效率在两工况下提升幅度在1.2%～2.4%之间。     

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。     

带加强盘的交错叶片型风机结构及流动特性

为提高大流量离心风机的气动性能,运用计算流体动力学研究了加强盘位置及叶轮型式对叶轮结构强度、风机性能及压力脉动的影响。结果表明：加强盘居中时风机设计点效率与原型机相比提升3.9%,叶轮最大总变形量减小56.5%,蜗壳流域压力脉动降低5.4%;表面加强盘居中有利于增强叶轮结构强度,提升风机气动性能并降低蜗壳流域压力脉动;采用交错叶片能降低70%以上蜗壳流域压力脉动,有利于风机离散噪声控制;受高低能流体掺混产生的湍动能耗散影响,交错叶片型风机气动损失增加,且叶道内压力脉动幅值增大。加强盘居中和采用交错叶片是提高大流量离心风机气动性能和降低离散噪声的有效方法,但需注意其对气动损失的影响。研究结果可为大流量风机加强盘设计提供理论依据。