風(fēng)機(jī)邊界條件下的工作壓力為101325pa，入口邊界條件下的壓力入口，表壓為0，初始?jí)毫?50pa。風(fēng)機(jī)出口邊界條件設(shè)置有壓力出口，根據(jù)不同的工作條件設(shè)置不同的壓力值。其他邊界保持默認(rèn)墻設(shè)置。采用三種不同的網(wǎng)格密度對(duì)離心風(fēng)機(jī)的計(jì)算域進(jìn)行離散。較小網(wǎng)格數(shù)為case1，網(wǎng)格數(shù)為1404467。在此網(wǎng)格的基礎(chǔ)上，相應(yīng)邊上的節(jié)點(diǎn)數(shù)增加了1.2倍，得到了實(shí)例2。網(wǎng)目尺寸為2506630。然后將case2對(duì)應(yīng)邊上的節(jié)點(diǎn)數(shù)增加1.2倍，得到case3的網(wǎng)格，即4647360。在三種不同網(wǎng)格密度下設(shè)置相同的邊界條件，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到了風(fēng)機(jī)樣機(jī)在設(shè)計(jì)條件下的全壓、全扭矩和效率。結(jié)果表明，采用數(shù)值計(jì)算方法可以簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確地得到給定子午線分布的葉輪子午線輪廓。從表中可以看出，在設(shè)計(jì)條件下，風(fēng)機(jī)的總壓和效率隨網(wǎng)格密度變化不大。但是，由case1和case2和case3計(jì)算的值之間存在一些差異。考慮到計(jì)算的準(zhǔn)確性和機(jī)器時(shí)間的消耗，后一個(gè)網(wǎng)格的數(shù)量是根據(jù)案例2的數(shù)量計(jì)算的。

從誤差曲線可以看出，風(fēng)機(jī)計(jì)算值與原測(cè)量值之間的誤差小于小流量條件下的誤差。全壓計(jì)算的誤差為8.1%，效率計(jì)算的誤差為3.6%，誤差較小。因此，所采用的數(shù)值計(jì)算方法更為準(zhǔn)確，可用于風(fēng)機(jī)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)。為了研究斜槽風(fēng)機(jī)內(nèi)部的壓力分布和速度分布，分析斜槽風(fēng)機(jī)在不同工況下的內(nèi)部流動(dòng)，找出了3.4段斜槽風(fēng)機(jī)效率急劇下降和設(shè)計(jì)工況效率低下的原因。橫截面是在葉輪出口寬度處創(chuàng)建的，該寬度垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)軸，等于葉輪出口寬度。由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口產(chǎn)生較大的負(fù)壓值，使空氣從集塵器進(jìn)入葉輪。在葉輪中，由于葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和葉片對(duì)氣體的作用，葉輪內(nèi)部沿徑向由內(nèi)向外移動(dòng)，總壓值逐漸增大?？倝涸谌~輪出口外緣和葉片壓力面上。由此可見(jiàn)，由于葉輪旋轉(zhuǎn)的離心力，沿風(fēng)機(jī)葉輪的徑向，葉輪內(nèi)的速度由內(nèi)向外逐漸增大。以提高風(fēng)機(jī)的效率和增大其全壓為改進(jìn)目標(biāo)，對(duì)風(fēng)機(jī)的短葉片長(zhǎng)度、增大風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑和改變風(fēng)機(jī)蝸殼蝸舌與葉輪的間隙，對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了研究。通過(guò)截取葉輪出口的圓形截面，觀察截面上的徑向速度值，可以觀察到離心風(fēng)機(jī)普遍存在的尾流結(jié)構(gòu)。風(fēng)機(jī)葉片壓力面附近的徑向速度值較大，形成射流區(qū)；葉片吸力面附近的徑向速度值較小，形成尾跡區(qū)。

葉片形狀優(yōu)化對(duì)風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的影響

葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪平穩(wěn)運(yùn)行有著重要的影響。目前很多學(xué)者研究了葉片出口安裝角的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及葉片高度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，但是對(duì)于葉片形狀的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究得較少。氣流在葉片的不同區(qū)域的流動(dòng)有很大的不同。在葉輪前盤，氣流的流動(dòng)方式主要是軸向流動(dòng)。在葉輪的中后盤，氣流的流動(dòng)方式主要是徑向流動(dòng)。通過(guò)這種方式，達(dá)到葉輪前盤向中后盤送風(fēng)，使葉輪中后盤出風(fēng)的目的。然而，當(dāng)只改變?nèi)~輪結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)與原型風(fēng)機(jī)的相似性將不能得到滿足。由此可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以在一定程度上增加葉片的送風(fēng)量以及有效通道的寬度，使得離心風(fēng)機(jī)的效率得到提高，從而保證金屬葉輪的平穩(wěn)運(yùn)行。

風(fēng)機(jī)具有體積小、壓力系數(shù)高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，是人們生產(chǎn)生活中必不可少的一種機(jī)器設(shè)備。離心風(fēng)機(jī)主要由集流器、蝸殼、電機(jī)以及葉片四個(gè)部件組成。各部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生活水平的提高，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化越來(lái)越受到人們的關(guān)注。風(fēng)機(jī)根據(jù)具體形式可分為B、C、E、F四種，通常葉輪安裝在主軸端部。因此本文通過(guò)對(duì)集流器優(yōu)化、蝸殼優(yōu)化、電機(jī)優(yōu)化以及葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)觀察結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后的離心風(fēng)機(jī)對(duì)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的影響，以促進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)工作朝著更完善、更健康的方向發(fā)展。