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，離心風機蝸殼采用等環(huán)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(huán)量法成型的蝸殼，內部流動情況更優(yōu)。針對離心風機歷史運行數據使用不足、建模周期長的問題，提出了一種基于較小二乘支持向量機（LSSVM）和拉丁超立方體采樣（LHS）的大型離心風機性能預測方法。

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(yè)都只單件生產甚至不生產，導致產品的供不應求。因此本文采用數值計算得方法，找到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。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。

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(fā)，首先在原型機的基礎上進行改進，而后根據風機的現(xiàn)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(yōu)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。第二種改進方案的基本思想是在風機外殼不變的情況下，增加風機葉輪的旋轉直徑。

離心風機原型機的短葉片是在長葉片的基礎上在直徑為320mm的圓弧方位截斷，改善計劃一的短葉片長度進行了多種長度的挑選，并經過數值計算得到醉優(yōu)的短葉片長度是在長葉片的基礎上在直徑為259mm的圓弧方位打斷。改善完成后按照離心風機原型機的數值計算方法，對改善后的風機進行數值計算，能夠看出通過向內延伸斜槽式離心風機的短葉片，將風機的所需扭矩由4.53N.m降低為4.33N.m，使風機的功率進步了2.3%。能夠看出在延伸短葉片后，改善計劃一的風機短葉片吸力面的兩個旋渦消失，葉片鄰近的別離區(qū)顯著的減小，但改善計劃一的長葉片吸力面依然存在較大的別離區(qū)，因此風機的全體功率進步并不太顯著。流量損失會降低離心風機的實際壓力，泄漏損失會降低風機的流量，葉輪損失和機械損失會導致風機附加功率的增加，從而降低風機的效率。

增大離心風機葉輪的旋轉直徑改善計劃一使斜槽式離心風機的功率進步2.3%，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。因此本文依據風機規(guī)劃的相似原理，即在風機滿足類似條件的情況下，風機的全壓值與風機的轉速的平方和全壓的平方呈正比，依據風機的類似規(guī)劃原理，在滿足類似規(guī)劃條件下，相應的增大風機葉輪的旋轉直徑，能夠有用的進步風機的全壓值。葉片吸力面內部旋渦由于自身葉道的壓力面向吸力面回流而構成較大的旋渦。

為了減少離心風機蝸舌與葉輪間隙過大造成的流量損失，第三種改進方案適當減小了蝸舌與葉輪間隙。但蝸殼舌與葉輪間隙過大，會增加風機的噪聲值，降低風機的性能。在前向離心風機中，蝸殼舌與葉輪之間的間隙通常為葉輪旋轉直徑的0.07-0.15倍。原型離心風機蝸殼舌與葉輪間隙為葉輪旋轉直徑的0.11倍。在第三種方案中，蝸殼舌和葉輪之間的間隙分別減小到葉輪旋轉直徑的0.07倍和0.09倍。當蝸殼舌部間隙為葉輪間隙的0.09倍時，效果較好?？梢钥闯?，通過減小離心風機蝸殼舌片間隙，蝸殼舌片附近的低壓渦在設計流量條件下消失，同時蝸殼內部氣體再次減少。在設計流量條件下，通過改變蝸舌與葉輪之間的間隙，可以有效地提高風機的總壓，降低風機所需的扭矩，提高風機效率2.1%。（2）通過觀察原型風機和斜槽風機葉片通道的流線圖，可以看出設計風機的長、短葉片吸力面分離較弱，但沒有強渦流區(qū)。

（1）本文詳細介紹了離心風機的數值計算過程，包括模型建立、網格化（預處理）、導入求解計算、后處理等。采用數值計算方法對斜槽風機的不同流動條件進行了計算。得到了由SSTK-U湍流模型計算的總壓、效率和實驗值的誤差值。結果表明，仿生葉片的鋸齒后緣結構可以有效地改變葉片后緣脫落渦的結構和頻率，從而減小葉片表面的壓力波動和氣流對葉片前緣的影響，使A計權聲壓級提高?？倝汉托实妮^大誤差分別為4%和7%。驗證了數值計算結果的準確性。

（2）通過觀察風機不同截面上的總壓和速度等值線，可以得出離心風機的內部流動規(guī)律：由于葉輪的旋轉，在葉輪入口產生較大的負壓值，使空氣從集塵器進入葉輪。在葉輪中，由于葉輪的轉動和葉片對氣體的作用，葉輪內部沿徑向由內向外移動，總壓值逐漸增大。較大總壓力位于葉輪出口外緣和葉片壓力面。當然，離心風機溫度傳感器也是常用的設備，可以完成機組保護和溫度監(jiān)測。由于葉片壓力面速度較大，吸力面速度較小，形成了尾流結構。