在鼓風(fēng)機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)中，根據(jù)葉輪流道截面逐漸變化的原理，建立了風(fēng)機(jī)葉片型面成形的數(shù)學(xué)模型。對(duì)設(shè)計(jì)的流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，新設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)性能較好。但仍有一些問(wèn)題需要進(jìn)一步解決和改進(jìn)。

1。在鼓風(fēng)機(jī)葉片型線設(shè)計(jì)中，選擇了葉片安裝角隨葉輪半徑線性變化的規(guī)律進(jìn)行設(shè)計(jì)，但風(fēng)機(jī)葉片型線的形成方法有多種形式。本文選擇了一種較為典型的線性成形方法，并取得了較好的效果。因此，可以對(duì)離心風(fēng)機(jī)葉片型線成形方法進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

2。通過(guò)觀察風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)工況下葉片通道的流線圖，可以看出設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)長(zhǎng)短葉片吸力面上仍存在一些分離現(xiàn)象。對(duì)液力變矩器的流場(chǎng)進(jìn)行了瞬態(tài)計(jì)算，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了液力變矩器內(nèi)的實(shí)際流量。通過(guò)查閱文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)一些流量控制方法可以改善葉片吸力面分離現(xiàn)象。因此，如果合理地將有效的流量控制方法應(yīng)用于設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)，可以使風(fēng)機(jī)的吸入面分離。性能進(jìn)一步提高。

3。在數(shù)值計(jì)算方面，在計(jì)算條件允許的情況下，可以使用更密集的網(wǎng)格和近壁模型。在湍流模型方面，還值得進(jìn)一步研究，以便在離心風(fēng)機(jī)的各種工況下得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。

鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣箱出口處（葉輪進(jìn)口處）水平橫向截面速度的矢量圖及云圖，從圖中可以看出，雖然其出口幾何結(jié)構(gòu)是對(duì)稱(chēng)的，然而在出口處其流速為不均勻分布，靠進(jìn)氣方向處流速較高，被進(jìn)氣方向速度較低，氣流經(jīng)彎頭轉(zhuǎn)彎后，流速分布比較紊亂，從而使得進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪的流速不均勻，與文獻(xiàn)的研究結(jié)果一致，這是導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)效率低的原因之一。在蝸殼型線一維設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)考慮氣體粘性因素的影響，對(duì)風(fēng)機(jī)原外殼進(jìn)行了改進(jìn)。

進(jìn)氣箱內(nèi)的流動(dòng)損失

進(jìn)氣箱的流動(dòng)損失可以通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算分析，為理論研究提供參考，其大小為進(jìn)氣箱出口截面的動(dòng)壓乘以損失系數(shù)。由于進(jìn)氣箱出口速度大致與葉輪的進(jìn)口速度一樣。

進(jìn)氣箱對(duì)離心風(fēng)機(jī)性能的影響可知在進(jìn)氣箱出口與鼓風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口處存在渦旋現(xiàn)象，研究中發(fā)現(xiàn)該渦旋與流量大小有關(guān)，在大流量區(qū)渦旋不明顯，且位于進(jìn)氣箱側(cè)的葉輪葉套的進(jìn)口處，隨著流量的減小，渦旋形狀更加的明顯，并向進(jìn)氣箱出口方向B側(cè)偏移?？梢钥闯?，原始風(fēng)機(jī)葉輪流道內(nèi)靠近出口處形成渦旋，主要原因是葉片出口附近存在較為嚴(yán)重的邊界層分離現(xiàn)象。在風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速和葉片出口安裝角選擇完畢后，根據(jù)風(fēng)機(jī)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)繪制了鼓風(fēng)機(jī)總壓系數(shù)與葉片出口安裝角（at2~beta_u）曲線的關(guān)系，并進(jìn)行了計(jì)算。鼓風(fēng)機(jī)葉片表面存在附面層，隨著葉輪旋轉(zhuǎn)，吸力面和壓力面附面層的結(jié)構(gòu)和形態(tài)是不同的。

鼓風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)原理及其裝置為了驗(yàn)證修正后數(shù)值計(jì)算模型的準(zhǔn)確度，對(duì)原風(fēng)機(jī)的不同工況氣動(dòng)性能試驗(yàn)。將修正前后數(shù)值計(jì)算模型預(yù)測(cè)原型機(jī)性能結(jié)果與試驗(yàn)值作對(duì)比分析，由數(shù)據(jù)可知，采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε 模型預(yù)測(cè)的風(fēng)機(jī)性能曲線較試驗(yàn)值存在一定誤差，其較大誤差值達(dá)9.5%，修正的k-ε 模型，各流量工況下鼓風(fēng)機(jī)出口靜壓計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合，其性能曲線趨于重合，兩者誤差值明顯減小，且較大誤差降低至3%，充分驗(yàn)證了所采用的數(shù)值計(jì)算模型修正方法的可行性，同時(shí)為下文鼓風(fēng)機(jī)性能的準(zhǔn)確度和可靠性預(yù)測(cè)提供支撐。將原型風(fēng)機(jī)的計(jì)算結(jié)果與原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，詳細(xì)分析了SSTK-U湍流模型計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，即離心風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算。設(shè)計(jì)原理分析原風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)壁型線采用的是傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計(jì)方法，即不考慮壁面粘性摩擦的影響，氣流動(dòng)量矩保持不變，運(yùn)用不等邊基圓法繪制的近似阿基米德螺旋線。而實(shí)際流動(dòng)過(guò)程中，氣體粘性作用常導(dǎo)致其速度在過(guò)流斷面上呈現(xiàn)的分布不均勻現(xiàn)象。

對(duì)于低速小型多翼離心風(fēng)機(jī)而言，由于氣體流道狹窄，受粘性作用的影響，風(fēng)機(jī)內(nèi)壁面邊界層分離加劇，經(jīng)過(guò)葉輪加速的氣體流速沿蝸殼徑向方向逐漸減小，而在鼓風(fēng)機(jī)蝸殼出口處，由于同時(shí)受到蝸舌結(jié)構(gòu)和蝸殼壁面的影響，其流速為管道流速度分布，受粘性作用的影響，蝸殼內(nèi)流體于整個(gè)流道空間內(nèi)呈現(xiàn)速度分布不均勻的現(xiàn)象，因此在實(shí)際流動(dòng)過(guò)程中，流體動(dòng)量矩并不是不變的，而是隨流動(dòng)的進(jìn)行不斷減小，故基于動(dòng)量矩守恒定律設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)蝸殼型線存在動(dòng)量修正的必要。改型設(shè)計(jì)方法由于氣體粘性力無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的公式運(yùn)算獲得，且其大小受氣體速度的影響，因此本文采用一種簡(jiǎn)單化的求解方法，即基于傳統(tǒng)不等邊基圓法，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)用改進(jìn)后的k-ε 模型對(duì)原風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬，設(shè)置如圖8 所示的4 個(gè)監(jiān)測(cè)截面，其方位角φ 分別為90°、180°、270°、360°。輪盤(pán)沖突丟失鼓風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪的前盤(pán)和后盤(pán)外外表與其周?chē)臍怏w發(fā)生沖突。通過(guò)Fluent 后處理計(jì)算得出蝸殼壁面區(qū)域于以上4 個(gè)截面處所受粘性力大小Fν ，測(cè)量力矩中心至力原點(diǎn)距離R，由額定工況下風(fēng)機(jī)總質(zhì)量流量q 計(jì)算得單位質(zhì)量流體所受黏性力矩平均值m FR / q。