离心风机蜗壳型线的改进设计与实验_祁大同
改变进气通道结构提高离心压缩机进口导叶调节性能
2． 3
数值计算参数设置 以下使用 NUMECA 软件， 进行三维、 粘性、 单
通道、 定常数值模拟。 主要计算参数及边界条件 ［9 ］ 设置如表 1 所示 。
2011 年第 39 卷第 8 期
表1 项目 工质 湍流模型 差分格式 R － S 界面 信息传递方式 叶轮转速 设计流量 入口（ IN 截面） 边界条件 出口（ OUT 截面） 边界条件 主要计算参数及边界条件设置 设置情况 空气， 按理想气体处理 Spalart － Allmaras 中心差分 周向平均耦合法， 保证质量、 动量和能量守恒 9900r / min 4． 291kg / s
Improve the Regulating Performance of Centrifugal Compressor Inlet Guide Vanes by Modifying the Geometry of the Inlet Flow Channel LIU Tianyi1 ，WANG Rui2 ，TAN Jiajian1 ，QI Datong1
［9 ］
2． 2
研究方法
本文对压缩机的进气通道， 即位于 0 截面上 游的通流部分（ 如图 2 所示 ） 进行改进设计； 并以 压缩机性能参数的调节曲线 （ 简称调节曲线 ） 来 作为检验改进效果的基本标准
［3 ， 4， 8 ］
。
中垂线 l1 与 l2 之间的部分为积分区域， 可分别求 得改进前、 后功率调节曲线下方的面积 A 和 A' 。 A 和 A' 分别除以 （ q2 － q1 ） ， 即得到改进前后压缩 q2 ， q1］内的名义平均功率 P AVG 和 机在流量区间［ P' AVG 。P' AVG 相对于 P AVG 降低的比例， 就是名义省 功比 E S ： ES = P AVG － P' AVG A － A' = P AVG A
改变叶轮与蜗壳相对安装位置对双吸多翼风机性能影响的试验研究
，
表明空调用多翼风机的蜗壳设计不能完全引用工 业风机的设计方法和经验数据。 因此， 目前空调 系统中正在使用的多翼风机产品中， 由于设计方 法还不完善， 其蜗壳型线设计不一定是最合理的 ， 对风机蜗壳型线进行改进， 有可能提高风机性能。 本文以一中央空调末端装置用双吸前向多翼 离心风机为研究对象， 设计叶轮与蜗壳相对安装 位置可调的试验装置， 旨在不改变现有加工工艺 的前提下， 尝试通过调整叶轮与蜗壳相对安装位 在一定范围内改变蜗壳型线的方法 ， 试验研究 置， 改变叶轮与蜗壳相对安装位置对风机性能影响 。 2 2． 1 试验装置以及试验方案 试验装置
风机性能的影响 Qi 、 d i 表示第 i 进前后的风机性能。 以 SPL i 、 ηi 、 种方案风机的 A 声级、 流量、 总效率以及蜗舌间 “i” 隙。下标 表示方案号， 当 i = 1 表示原风机， 当 i ＞ 1 表示改进风机方案。 定义在设计转速下改 相对流量 进方案相对原风机的相对声压级 δSPL、 Q 、 d δ 相对总效率 δη 以及相对蜗舌间隙 δ ， 相关定 义式如下：
檭殐
Experimental Study on the Effect of Relative Impellertovolute Position on the Performance of Multiblade Centrifugal Fan
前言
其噪声水平直接影响着人们的健康， 因此有必要 对这种风机进行节能与降噪。 许多研究表明， 蜗壳型线对风机性能以及噪 声影响较大， 但考虑蜗壳进口气流的不均匀性 ， 提 出了一种新的蜗壳型线设计方法， 较传统的一维 设计方法， 该方法能较大幅度提高风机气动性能 并降低噪声
2011 年第 39 卷第 7 期
改变蜗壳安装位置提高多翼离心风机性能的试验研究与数值分析
ｓ ｈ ｏ ｗ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ｌ ａ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｌ ｙ ｗ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ Ａ －
ｔ ｏ － ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ａ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ ｗ ａ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｌ ｙ ．， Ｉ ’ ｌ １ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ａ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ ４ ３ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５— ０ ３ ２ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． ０ ０ １
Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ａ ｎ ｄ Ｎｍｎ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｈｎ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ｌ ａ Ｆ ａ ｎ ｂ ｙ Ｃｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ Ｖｏ ｌ ｕ ｔ ｅ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
一种离心风机蜗壳减振降噪的数值优化方法
第４卷 ５
第 ９ 期
西
安
交
通
大
学 学 报
Ｖ ｏ． ５ ＮＯ ９ １４ ． Ｓ ｐ ２ １ Nhomakorabeaｅ． ０ １
２１ ０ １年 ９月
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩＡＮ Ｉ ＪＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩ ＶＥＲＳ ＴＹ Ｉ
一
种 离 心 风 机 蜗 壳 减 振 降 噪 的 数 值 优 化 方 法
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｕ ｒｃ ｌｏ ｔ ｉａ ｉｎ ｗａ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｒ ｄ ｃ ｉｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｎ ｉｅｏ ｅ ｔｉ ｇ ｌ ｓｒ ｃ ： ｎ ｍｅ ｉａ ｐ ｉ ｚ ｔ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｔ ｅ ｕ ｅｖｂ ａ ｉ ｎ ｏｓ ｆａ ｃ ｎ ｒｆ ａ ｍ ｏ ｏ ｕ ｆ ｎ ｖ ｌ ｔ． Ｍ ｉ ｉ ｍ ｉｒ ｔｏ ｓｒ ｇ ｒ ｅ ｓｔ ｅａｍ ｆｔ ｅｏ ｔｍｉａ ｉｎ，ａ ｄ ｔ ｅｓ ｕ ｄ ｆ ｌ ａ ｏｕｅ ｎ ｍｕ ｖｂ ａ ｉｎ ｗａ ｅ ａ ｄ ｄ ａ ｈ ｉ ｏ ｈ ｐ ｉ ｚ ｔ ｏ ｎ ｈ ｏ ｎ ｉ ｄ ｅ ｃ ｌｕａ ｉｎ ｆ ｒｔ ｅ ｓｒ ｃｕ ａ ｉｒ ｔ ｎ ｗａ ｅ ｆ ｒ ｅ ｔ ｈ ｉ ａ ｅ ｕ ｔ ｆｔ ｅ ｏ ｔ ｉａｉｎ ａｃ ｌｔｏ ｏ ｈ ｔｕ ｔ ｒ １ｖｂ ａｉ ｓｐ ｒｏ ｍ ｄ ｗｉｈ ｔ ｅｆｎ ｌ ｓ ｌｓｏ ｈ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ． ｏ ｒ ｍ Ｐａ ａ ｔｉ ｏ ｅｉｇｗ ａ ｏ ｅｆ ｒｔ ｅｖ ｌ ｔ ｙ ｔ ｅＡＮＳ ｏ ｔ ｒ ，ａ ｄ ｔ ｅｏ ｔ ｕ ｄ ｓｇ ｆ ｒ ｍｅ ｒｃｍ ｄ ｌ ｓｄ ｎ ｏ ｈ ｏｕ ｅｂ ｈ ｎ ＹＳ ｓ ｆｗａ ｅ ｎ ｈ ｐ ｉ ｍ ｅ ｉ ｎｏ ｍ
基于CFD和响应面的离心风机蜗壳的优化
基于CFD和响应面的离心风机蜗壳的优化姜卫生; 张沛; 马迎坤; 裴晴晴【期刊名称】《《机电产品开发与创新》》【年(卷),期】2019(032)005【总页数】4页(P57-60)【关键词】离心风机; 气力; 参数化蜗壳; 数值模拟; DOE试验设计; 响应面优化分析【作者】姜卫生; 张沛; 马迎坤; 裴晴晴【作者单位】郑州宇通重工有限公司河南郑州451482【正文语种】中文【中图分类】TH432; TK050 引言在清扫车中，离心风机作为上装动力的核心部件，为垃圾和污水的“吸拾”提供所需吸力，离心风机性能的好坏，直接决定着清扫车作业效率、作业效果、作业时间、作业噪声及污水回收率等车辆的工程属性。
在纯电动清扫车中，离心风机的电耗约占上装电耗的60%以上，同时也是纯电动清扫车主要的噪声源，因此，研究和优化清扫车风机，提高风机性能，对清扫车有重要意义。
在风机结构中，离心风机蜗壳的作用是将叶轮甩出的气体集中、导流，并将其部分动能转变为压能[1]。
蜗壳型线不仅决定蜗壳内气流流动好坏，对风机叶轮内部的流动状态也有重要影响，蜗壳与叶轮的匹配尤为重要。
孙长辉等改变蜗型线后数值计算结果表明叶轮内部流场得到明显改善[2]。
文乾等以等环量法为基础，在考虑气体粘性的情况下，对蜗壳型线进行修正，CFD 结果表明风机性能有所提升[3]。
吕峰等通过数值模拟结合试验测试研究了蜗壳内部流动的变化规律，分析了蜗壳对叶轮流动的影响[4]。
丁骏等通过数值方法研究了蜗壳开度对风机性能的影响[5]。
李春曦等对蜗壳内部加装防涡圈后进行数值模拟及试验对比，数值计算和试验研究表明在风机蜗壳中加装防涡圈可以改善风机流场，减少泄漏流量，但同时也会使风机的流动损失略有增加[6]。
王杨采用CFD 软件对对改进后的蜗壳进行了对比分析，并模拟了流场的噪声，获取了蜗壳宽度和蜗舌大小对车用风机性能和噪声的影响规律[7]。
向同琼等总结分析了蜗壳的传统设计方法，并对离心风机性能影响明显的蜗壳型线和截面形状等因素进行了分析总结[8]。
采用分组模型的高比转速离心风机改进设计
采用分组模型的高比转速离心风机改进设计
成伟国;秦国良;雷健;封昂
【期刊名称】《流体机械》
【年(卷),期】2024(52)3
【摘要】为了提升某高比转速离心风机的气动性能,采用分组设计的方法,结合试验和数值模拟依次对原始风机的叶轮、蜗壳和集流器进行了改进设计。
结果表明:叶轮前盘型线对高比转速离心风机的气动性能影响较大,仅对叶轮前盘型线改进设计后,风机的全压和效率分别提升了9.64%和8.91%;双圆弧叶片相较于单圆弧叶片具有更高的设计自由度,可实现对叶轮内部流动更加精细的控制,当双圆弧叶片的相对半径系数和相对叶片角系数分别取0.7和0.3时,全压效率值为87.43%;经过分组改进设计后的风机在设计工况下的全压和全压效率较原始风机分别提升了17.84%和12.79%,最高效率值为88.58%,内部流场得到优化,流动损失明显减小,性能得到全面提升。
采用分组模型的改进设计方法可以有效地提升离心风机的气动性能,具有实际工程应用价值。
【总页数】8页(P81-88)
【作者】成伟国;秦国良;雷健;封昂
【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH432
【相关文献】
1.特高比转速离心风机气动设计和性能优化
2.Y4-73离心通风机叶轮的高比转速优化设计研究
3.基于均匀设计法的高比转速离心风机研究
4.高比转速离心压气机模型级叶轮内部三维流场分析与改进
5.超低比转速离心风机无叶扩压器改进设计研究
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离心风机蜗壳出口结构优化研究
流 体 机 械第47卷第6期2019年6月 47收稿日期： 2018-09-12 doi：10.3969/j.issn.1005-0329.2019.06.010离心风机蜗壳出口结构优化研究张 磊1，黄 康1，黄国兴1，程 彪2（1.合肥工业大学 机械工程学院，合肥 230009；2.宿松县公共资源交易中心，安徽安庆 246500）摘 要：为提高空气净化器中离心风机的风量，提出了一种基于Kriging 近似模型和遗传算法的优化方法，采用正交试验的设计方法对蜗壳的出口扩张角θ、蜗舌半径r 、蜗舌间隙t 进行25组方案设计，并采用ANSYS FLUENT 对25组蜗壳方案进行定常数值模拟，选取风机系统的风量作为优化设计目标，建立了风量与蜗壳的3个参数之间的Kriging 近似模型，并用遗传算法对近似模型进行寻优，得到最优的蜗壳参数。
通过对优化后的蜗壳进行仿真实验，风量提高了19.683%，同时对比优化前后的风机内部速度、总压等参数的分布，优化后的蜗壳内部速度分布更加合理，在蜗舌处的流动损失较小。
提出的蜗壳优化方法对提高离心通风机性能提供了有效参考。
关键词：离心通风机；蜗壳；正交试验设计；Kriging 近似模型；遗传算法；风量中图分类号：TH43；TB47 文献标志码：AStudy on Optimization of Outlet Structure of Centrifugal Fan VoluteZhang Lei 1，Huang Kang 1，Huang Guoxing 1，Cheng Biao 2（1.HeFei University of Technology，Hefei 230009，China ；2.Susong Public Resource Trading Center，Anqing 246500，China ）Abstract ：To increase the flow rate of the centrifugal fan used in the air purifier，an optimization process was proposed based on Kriging model and genetic algorithm. 25 sets of schemes containing the outlet angle of the volute θ，radius of tongue r and the cutoff clearance t were designed using the orthogonal experiment methods. The steady numerical simulation of the 25 sets of volute schemes was carried out using ANSYS FLUENT software. The flow rate of the fan system was selected as the optimization design objective.The Kriging approximation models between the flow rate and the three parameters of the volute were built. And，the genetic algorithm was used to optimize the approximation models to obtain the optimum parameters of the volute. By simulation tests on the optimized volute，the flow rate of the fan was increased by 19.683%.Meanwhile，by comparing the distribution of such parameters as internal speed，total pressure，of the fan before and after optimization，the velocity distribution inside the optimized volute was more reasonable and the flow loss was relatively small at the tongue.The optimization method of volute proposed can provide an effective reference for the improvement of centrifugal fan performance. Key words ：centrifugal fan ；volute ；orthogonal experiment methods ；Kriging model ；genetic algorithm ；the volumetric flow rate0 引言空气净化器空气动力主要来源是其风机系统，由于离心式风机的压力较大、体积小，目前市场上的空气净化器一般配备离心式风机，对于家用空气净化器，风机的噪声和风量是重要的技术指标。
采用Kriging代理模型的蜗壳优化设计
采用Kriging代理模型的蜗壳优化设计郦琦;刘鹏寅【摘要】An optimization design was developed for volute in order to address the impact on the volute performance resulting from circumferential variation in the cross sectional area distribution. And a Matlab⁃based aerodynamic optimization program was developed for minimizing the total pressure loss. The optimization of average coefficient of total pressure loss of the flow in volute was achieved by changing the geometric construction. With two circumferential cross section areas as controlling points which were then adjusted with one parameter, the calculation with commercial CFD software led to a numerical value. This optimization program adopting the Kirging model with both precision and calculation cost taken into consideration, finally resulted in an optimal cross⁃sectional area distribution aiming at the minimum total pressure loss coefficient. By comparison with prototype, the optimized volute has an improved performance.%针对蜗壳周向截面面积分布发生变化对蜗壳性能产生影响的问题，进行了蜗壳的优化设计。
T9-19No.4A离心风机蜗壳振动及相应噪声的计算与测量研究
T9-19No.4A离心风机蜗壳振动及相应噪声的计算与测量研
究
王学军;蔡建程;祁大同;刘秋洪;闻苏平;曹淑珍
【期刊名称】《流体机械》
【年(卷),期】2004(032)006
【摘要】对T9-19No.4A离心风机蜗壳的前几阶自振频率进行了初步的计算和试验验证,并对其在不同运行工况下的受迫振动及噪声状况进行了测量和分析.为小型前向离心风机降噪提供了参考依据.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】王学军;蔡建程;祁大同;刘秋洪;闻苏平;曹淑珍
【作者单位】沈阳鼓风机股份有限公司,辽宁,沈阳,110021;西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049;西安交通大学,陕西,西安,710049
【正文语种】中文
【中图分类】TH432
【相关文献】
1.蜗壳散射对离心风机气动噪声传播的影响 [J], 毛义军;祁大同;刘晓良
2.改变蜗壳宽度对离心风机气动噪声影响的数值计算与试验研究 [J], 刘晓良;祁大同;马健峰;袁民建;邱长安
3.蜗壳对离心风机内部气动噪声影响的初步数值分析 [J], 刘秋洪;王学军
4.蜗壳壁厚对离心风机振动噪声影响的数值研究 [J], 唐囡;任刚;蔡建程;袁民建
5.离心风机蜗壳振动辐射噪声的数值预测 [J], 蔡建程;祁大同;卢傅安
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离心通风机机翼形叶片的型线设计与实体建模
关键词： 机翼形叶片； 型线设计； Ｐｒｏ／ ＥＮＧＩＮＥＥＲ ； 实体建模
中图分类号： ＴＨ１２２
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７２－ ５４５Ｘ（２００７）１１－ ００５５－ ０２
叶片作为风机的核心组成部分， 它的形状设计与风机的性 叶片进口相对速度为最小， 即叶道中的流动损失为最小。
能紧密相连。在已往的设计与制造离心式通风机叶片的过程 中， 采用人工画 图 设 计 的 方 法 效 率 低 、误 差 大 、影 响 经 济 效 益 ， 而利用计算机进 行 设 计 、绘 图 ， 不 仅 准 确 、迅 速 ， 而 且 提 高 了 设 计效率与生产效益。笔者首先分析了叶片的型线设计方法， 并 基于强大的三维设计软件 Ｐｒｏ／Ｅ， 模拟了离心通风机的机翼形 叶片的成形理论及结构特点。
２ 机翼形叶片的三维实体建模
目前三维实体建模软件已经发展得比较成熟， 常见的有
ＰＴＣ 公 司 的 Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ 软 件 ； ＥＤＳ 公 司 的 ＵＧ 软 件 ； Ｇｅｎ－
ｅｒａｌ Ｆａｉｔｈ 公司的 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ 软件等。它们强大的三维造型技术
已使复杂形体的建模变得非常容易。其中 Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ 软件
刘 瑾， 王建华 （ 北京机械工业学院 机械工程系， 北京 １０００８５）
摘要： 针对离心通风机机翼形叶片复杂的型线造型， 分析了叶片的结构形成； 利用先进的三维设计软件 Ｐｒｏ／ ＥＮＧＩＮＥＥＲ 对叶片进行实
体建模， 避免了传统的风机叶片手工设计画图效率低、误差大的缺陷， 实现了风机叶片的快速、准确成型， 提高设计开发的效率和精度。
叶高
ｘ Ｐ（０ ｘ０， ｙ０， Ｏ） 图 ２ 变截面非扭曲叶片
ｘ Ｐ（０ ｘ０， ｙ０， Ｏ）
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第23卷第9期流体机械
离心风机蜗壳型线的改进设计与实验
西安交通大学祁大同姚承范朱营康费瑞乾蒯鸿亮王明德
摘要对离心风机蜗壳硬线设计的两种新方法进行了介绍并结合一台
离心风机
矩形外蜗壳型线的改进设计与实验对新的设计方法进行了分析对如何进一步提高蜗壳
设计质童和开展蜗壳设计方法的研究提出了一些有益的意见供参考
关键词离心风机蜗壳设计
符号u:
—叶轮出口圆周速度
b:
—叶轮出口宽度Q—风机设计容积流量Q二—计入内泄漏的叶轮容积流量DZ—叶轮直径尸—风机全压B—蜗壳宽度P—气体密度V—绝对速度a—气流绝对速度V与圆周方向的夹角甲—风机全压内效率r—半径或径向座标N:—叶轮轮阻很失功率rt—流线曲率半径几—0二2二处的动压系数几—夕~认处的动压系数t—蜗舌问隙C,—系数C—系数6—角度或角座标q—准正交线m—流线T—气体静温凡—气体总熔S—嫡下标2—叶轮出口t—蜗舌(夕一氏〕位置vP—蜗壳型线
4—蜗壳进口
2“—0一2
二
的位置
蜗壳是离心风机不可缺少的基本元件之一
通常也是效率最低的一个元件所以改进蜗壳性能及蜗壳与叶轮之间的匹配关系是提高离心风机整体性能的有效途径之一
目前国内外对蜗壳的研究主要集中在实验研究和蜗壳内部流动的计算分析方面这对进一步掌握蜗壳内部的流动现象和规律有十分重要的意义蜗壳设计方法的研究是蜗壳研究的另一个重要方而本文作者在这方面曾做了一些努力
和尝试〔’“3本文主要介绍用新的设计方法对一台离心风机矩形外蜗壳型线的改进设计与实验并对新的设计方法和实验结果做了必要的分析
蜗壳型线设计的两种新方法简介
Ll变螺旋角设计方法[1j
矩形横截而的外蜗壳是离心风机中广泛使
用的元件之一(图l);以往基本是采用对数螺旋
线或阿基米德螺线做为蜗壳型线文献[门首先
提出了一个设计这种蜗壳型线的新方法认为原
蜗壳型线设计方法是建立在一维理想恒定流基础上的并且假定气流在蜗壳内迅速扩散得到均
收稿日期199504
07流体机械1995年9月、n6o了、匀混合因此蜗壳型线上仅有唯一流动角实际上环道内的混合过程并不一致故在确定蜗壳螺旋角时未必取单值为妥为此文献「l]提出
了变
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2
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这里ab‘d是待定系数r,=(rZ+t)e‘卜气,+,
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图l蜗,七小总图
1扩压器侈蜗壳进口基圆
;
3蜗壳型线
螺旋角设计方法该方法简要设计步骤如下:(1)确定叶轮出口气流角姚
puZ
Q导姚~tg一‘这里尸兀DZbZ(PQ尸Q——ZV左少V(1)刃DZbZ。2沪均应己知N*Q二rl-日LQ
的计算可参阅文献「3〕(2)确定蜗壳宽度B
试b6‘
之‘七
二
匕
(2)
(3)
确定蜗壳型线上的螺旋角仇和处蜗舌处的螺旋角马应取为最大值逐渐减少至0=2二处的aZ这里马蕊婉(3)aZ一tg一‘{[InrZ一In(rZ+t)〕/(2二久)全(4)Jb一~Q劣专甲rZ~了于犷卞rZ八QB以+t十气禹一厚(7)t尸“尸‘可根据经验选取〔’〕(4)计算蜗壳型线设蜗壳型线上螺旋角a从马至处的变化规律为:0=2二时a=aZ用上面关系拟合出式(8)中的系数ab‘d即可用式(8)(9)计算出蜗壳型线12蜗壳型线的二维逆命题计算方法川文献[l」以前的蜗壳设计方法都基于这样一种理想假定:蜗壳进口处(即叶轮出口假定不存在扩压器)所有流动参数都是均匀分布的现在国内外许多实验研究已证实当蜗壳按照这种理想假定设计时实际的蜗壳进口流场并不是均匀的甚至BECK在他的著名著作《通风机》中讲述基干上而理想假定的一维设计方法时也曾专门提到这一点并给出了叶轮出口圆周上静压分布的实验结果加以证明[’]对这种外蜗壳布言理想假定忽略了非轴对称的蜗壳形状的影响特别是忽略了蜗舌的影响因此按照这种理想假定设计的蜗壳型线一般并不能在设计工况下得到
均匀的蜗壳进口流场文献〔幻提出了一种蜗壳型线的二维逆命计算方法考虑到蜗壳流动中速度的轴向分量远远小干切向和径向分量故暂将问题简化为二维使用该方法可以通过控制蜗壳进口基圆上流动参数的不同分布形式设计出不同的蜗壳型线该方法简述如下
:
假定流动是二维定常流气体为完全气体
不考虑气体粘性但通过摘的计算计及粘性的累计影响[5]在流动满足连续方程动量方程能量
方程和完全气体热力学关系式的条件下按照图2所示座标系沿着图中选取的准正交线抓与半
径r重合)可导出如下速度梯度方程:
dVdV而一赢
5,“
。+竺cos。一竺。。52。第23卷第9期流
体机械
+(擎一T肇)/v
oqQq
(1
0)
实际计算中用下式代替连续方程校核流量:。一众
B,
VcO
S·d
“
(11)
个确定点相对应而且这种不均匀分布的流动状况也必然影响到叶轮出口所以根据传统
的一维
方法沿每一根流线建立蜗壳进口与叶轮出七对
应点之间的关系可以通过给出蜗壳进口基圆上a;的分布计算出其他流动参数的分布
Ga是某个0
角座标位置处通过某个准正交
线q所代表的蜗壳横截面的质量流量2离心风机蜗壳型线的改进设计与实验
被改进的离心风机是实验室一台具有矩形截面外蜗壳的旧风机其有关参数为:D:一
0smmD;=0575mb一~b。~00
45mB=
0osm风,一126Z=12片n=29o0r
/
mi
n
改
进设计时仅改变蜗壳型线其他几何尺寸均不改变改进前后的风机性能均在同一台位上进行实验并用同一套测试仪表测量图3给出改进前后
,‘二二二全、
夕,
.
图2坐标系1蜗壳进口基圆;(2)蜗壳型
线
准正交线q与流线m构成计算网格点蜗壳进口基圆上网格点固定不动且全部参数已
知
在给出初场后用龙格一库塔法沿每根准正交线求解速度梯度方程(10)得到新的
速度场并用
样条函数拟合流线网格点上的其他流动参数可沿着每一根流线利用蜗壳进口处的已知条件用一维计算方法得到然后用式(11)式对每一根准正交线代表的蜗壳通流截而进行流量校核在q线上调整流线位置得到新的流场不断迭代
并调整直至计算收敛最外面一根流线(文献「2〕
中定义从氏出发的流线图2中假定0一。)就是蜗壳型线由于蜗壳进口基圆上的流动参数
(即蜗壳内每根流线起始点处的流动参数)可以
任意给定为均匀或非均匀分布所以通过控制蜗壳进口基圆上流动参数的不同分布形式可设计出不同的蜗壳型线
文献「2〕建议通过给出蜗壳进口气流方向角
a;的分布来计算其他流动参数(速度V;静压
尸‘总烙h0;等)的分布因为蜗壳进口基圆上每
一个点必然通过一根流线与叶轮出口圆周上一
图3改进前后蜗壳型线比较
改进前广…改进后
、‘钱;;;、、b
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笠
八夕、
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夕沪
图4风机性能试验结果。改进前
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改进后