扭曲叶轮对多翼离心风机内流及噪声特性的影响分析

针对扭曲叶轮多翼工频离心风机内流及声学特性的探究问题,研究了不同叶轮扭曲度对多翼离心风机的气动性能的影响。首先,建立了离心风机CFD计算模型,进行了离心风机流量-全压效率性能曲线验证试验;然后,利用Fluent计算得到了不同扭曲参数的风机性能数据,速度流线图和A、B处回流涡涡量;最后,基于FW-H方程分析了不同叶轮扭曲度声压频谱图,并分析了不同叶轮扭曲度离心风机的1/3倍频程频谱图。研究结果表明：扭曲叶轮风机较直叶轮风机全压效率下降了7.75%～8.07%,且存在去偏心涡的现象;扭曲叶轮可减少涡流的形成,有效降低风机噪声,在基频1 300 Hz处,3°,6°和9°扭曲叶轮风机噪声分别降低了0.06 dB、1.15 dB和8.35 dB,可见扭曲叶轮可应用于多翼离心风机的降噪设计。     

多翼离心通风机的优化

通过多翼离心通风机的大量实验，采用逐步回归建立了效率、噪声与叶轮结构参数及风机性能参数间的近似函数式，并运用惩罚函数法对风机效率、噪声双目标函数进行优化，提高了多翼风机的效率。     

偏心叶轮对多翼离心风机气动性能和噪声影响的数值研究

由于多翼离心风机结构及应用条件的特殊性,其设计不能完全采用工业风机的设计方法和经验参数。本文通过不同位置偏心叶轮方案的设计,研究多翼离心风机偏心叶轮的最佳安装位置。与原型风机相比,采用优化的偏心叶轮设计方案,风机流量增加了1.43m3/min,效率提高了2.52%,噪声下降了1.2d B。通过对风机流场和声场的数值分析,指出偏心叶轮可以有效减小叶轮部分叶道内的旋涡,改善由于多翼离心风机强前弯叶片所导致的流道内的流动阻塞,使叶轮的部分通道内的进气状态得到改善,减少叶道内的流动分离,从而有效提高风机效率,降低风机噪声。     

离心风机蜗舌气动噪声D－最优声学模型的研究

阐述了Ｄ－最优化建模理论，根据影响离心风机蜗舌噪声的结构参数，研究了离心风机蜗舌引起的噪声辐射增量的Ｄ－最优数学模型的建模方法，并通过试验建立了鼠笼式离心叶轮蜗舌气动噪声辐射增量的数学模型，取得了理论计算与实验结果的良好拟合。     

采用进气端叶片开槽降低多翼离心风机气动噪声的研究

叶轮是空调用离心风机风道系统的核心部分,对离心风机的气动性能和噪声有重要影响。本文设计了一种顶端开槽的多翼离心风机叶片,采用数值计算方法研究了叶片进气端开槽对空调用多翼离心风机气动性能和噪声的影响,通过实验测试验证了进气端开槽叶片的降噪效果。结果表明:采用叶片进气端开槽结构能够改善叶轮顶端间隙区域内低速流动状态,抑制叶轮通道内旋涡的扩展,有效降低风机宽频噪声。与原型多翼离心风机相比,采用叶片进气端开槽结构,在保持风量基本不变情况下,风机噪声下降了0.8dB。     

离心风机蜗舌气动噪声D—最优声学模型的研究

阐述了Ｄ－最优化建模理论，根据影响离心风机蜗舌噪声的结构参数，研究了离心风机蜗舌引起的噪声辐射增量的Ｄ－最优数学模型的建模方法，并通过试验建立了鼠笼式离心叶轮蜗舌气动噪声辐射增量的数学模型，取得了理论计算与实验结果的良好拟合。     

分布式送风空调用多翼离心风机集流器的优化研究

通过对分布式送风空调用多翼离心风机进行CFD分析,对比了几种不同结构型式的集流器,并结合实际测试寻求对多翼离心风机的性能及噪声最佳优化方案的集流器型式。研究结果表明,不同集流器结构型式对多翼离心风机风量、噪声有较大影响。改变集流器的圆弧面导流结构,根据气流进入集流器后流动特性增加的集流器内侧扩口,能提升多翼离心风机风量2.3%;增大集流器内径,当集流器包围住叶片宽度的一半左右时风机风量最佳,即(叶轮外径-集流器内径)≈(叶轮外径-叶轮内径)/2时,多翼离心风机风量最佳;集流器增加内侧挡筋后,叶轮前端面与蜗壳间间隙泄漏量减少,风量提升10.7%,噪声降低1.2 dB。     

多翼离心风机的内流特性及其噪声研究

结合多翼离心风机各个组成部件的结构特点，回顾了近年来国内外有关多翼离心风机的内流特性及其噪声的研究现状。气流分布不均匀，风机前盘涡流区域、叶道的边界层分离以及从蜗壳逆行回到叶轮进口的回流是影响多翼离心风机性能的主要因素。在试验研究的同时，采用CFD手段进一步深入研究多翼离心风机内流场特征，并在风机设计时反映上述影响因素，从而有效地提高风机效率、降低风机噪声，应是今后研究的一个主要方向。     

空调器离心风机内流场的PIV试验与CFD仿真对比分析

采用粒子图像测速仪PIV,对柜式空调室内机离心风机叶轮出口内部流场进行了试验研究,揭示了离心风机沿叶高方向叶轮出口速度分布特性.通过CFD数值分析,得到了柜式空调室内机离心风机叶轮出口流动特性,结合PIV与CFD流场对比,验证了CFD方法的正确性.根据CFD数值模拟结果,获得了离心风机入口与导流圈间隙处的流动特性,并设计了一款新的离心风机,在满足生产装配要求的最小间隙条件下,改善了离心风机与导流圈间隙处的流场,降低紊流噪声,提高叶片在叶轮进口段的利用效率.试验测试表明,新设计的离心风机相比原来的离心风机,在不同转速下,风量略有提升,噪声声压级均可降低1 dB/A,功率下降2～5W,同时风叶重量减轻了350g(26.5％),降低了离心风机成本.     

前向离心风机采用不等距叶片叶轮降噪的试验研究

为了降低T9-19No.4A前向离心风机的噪声,针对该风机设计了两个不同叶片间距的不等距叶片叶轮,并对原风机和两个改进后的风机进行了试验,对采用不等距叶片叶轮降低前向离心风机噪声进行了初步探索.试验结果和分析可供同行进行同类研究时参考.     

前向离心风机采用串列叶片叶轮降噪的试验研究

针对T9-19No.4A前向离心风机,使用等距串列叶片叶轮和不等距串列叶片叶轮取代原叶轮进行降噪试验研究,并对使用不同叶轮时风机的气动性能和噪声特性进行了比较分析。试验结果表明:使用等距串列叶片叶轮能够使风机在保持气动性能基本不变的条件下,在风机高效点附近的工况范围内降低前向离心风机的气动噪声,而使用不等距串列叶片叶轮则使风机气动性能和噪声特性均变差,主要原因之一是由于叶轮叶片沿圆周不均匀分布导致叶轮流场沿周向分布不均匀。建议在进一步的改进研究中仍可考虑使用等距串列叶片叶轮而暂不考虑使用不等距串列叶片叶轮。     

某型城际动车组牵引变压器冷却单元用离心风机优化设计

介绍了某型城际动车组牵引变压器冷却单元用离心风机优化设计过程,利用CFX数值仿真手段对离心通风机叶轮进行了提高效率的降噪优化设计研究,对原风机进行参数化建模,利用数值仿真计算的方法得到了原始风机叶轮几何参数下的气动性能,在此基础上,根据冷却单元通风系统性能匹配,重新确定叶轮直径、选取风机初始计算参数,并采用响应面法,得到最佳性能的叶轮叶片数量、进口角及出口角。通过选择合适的几何参数,静压效率提升了8.54%,噪声降低了4.47 dB (A),为离心风机的优化设计提供参考。     

船用离心通风机降噪的试验研究（二）——吸声蜗壳对噪声的影响

在研制低噪声船用离心通风机过程中，对叶轮型式和蜗壳结构进行了试验研究。本文介绍了采用吸声蜗壳，改变蜗舌间隙、进风筒套口深度以及风机叶轮与蜗壳的合理匹配来降低风机噪声的方法，取得了良好的降噪效果。     

叶片尾缘开孔对离心叶轮噪声的影响

采用Fluent软件对轴向离心风机的流场和噪声进行数值模拟,通过与试验结果进行对比验证模型的准确性;分别计算原型叶轮和尾缘开孔叶轮的在设计工况下流场和噪声并进行对比,结果表明:尾缘开孔叶轮能够有效降低风机噪声,并且风机的全压与采用原型叶轮的风机相比无明显变化。     

离心风机气动噪声控制的理论与实验研究

若干年来,我们针对离心风机气动噪声控制问题进行了一系列理论和实验研究,提出了一种识别风机内部主要气动噪声源并通过判断主要噪声源强度变化对风机进行降噪改进的简捷方法,明确了离心风机的主要气动噪声源在蜗壳上,而不是在叶轮上,通过对离心风机气动噪声的产生及传播机理的研究,在理论上为正确进行离心风机气动噪声的控制及预测做出了有意义的推进。以上述理沦为核心,本文进行了大量的实验研究,形成了一套对离心风机进行降噪改进的关键技术。     

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%。     

汽车空调鼓风机倾斜蜗舌流场及噪声研究分析

针对一款应用在汽车空调上的多翼离心风机的噪音问题进行分析。利用Strar CCM+软件对常规直蜗舌和加斜蜗舌后的多翼离心风机进行数值模拟研究。计算结果表明：斜蜗舌对蜗舌附近及蜗舌后的流场都有较大的影响，好的倾斜蜗舌设计可以改善蜗舌处的流场，减小蜗舌区域的旋涡强度。对多翼离心风机加装倾斜蜗舌前后风量和噪音变化进行试验，结果表明：在相同转速下，风量基本没有变化，斜蜗舌对总噪声值改善较小，但可以明显改善叶轮阶次噪声，叶轮阶次频率处噪声降低了7dB左右。     

边界层控制技术在离心叶轮中的应用

以一个性能良好的离心风机为例，用三维不可压NS方程实现边界层控制叶轮数值模拟，探讨了开缝位置和缝宽对风机性能的影响并进行优化设计。现场对比实验表明：边界层控制叶轮效率提高3．5％，噪声下降1．8dB。     

低噪声性能离心风机的气动设计

本文提出了离心风机进风口设计的优化数值方法以确保叶轮进口速度尽量均匀,以及进风口、叶轮和蜗壳统一优化设计方法以减少叶轮、蜗壳中的分离流动。按此方法研制的6—41系列风机的三个样机比现有同类风机噪声下降3～7dB,效率提高3～7%。     

供风装置多翼离心风机气动噪声的降噪

针对轨道交通用供风装置多翼离心风机噪声偏高问题,文中采用CFD技术开展噪声数值模拟及机理分析,并将计算结果与试验结果对比,揭示了风机各关键零件参数对风机噪声的影响,从而获得最佳设计参数.同时对优化风机开展气动性能和噪声试验,结果表明:通过蜗壳、叶轮关键参数改进,可以明显降低风机噪声.当转速保持不变,且保证风量、风压在合理工况范围前提下,风机噪声降低约4 dB(A).