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提高離心插入式風(fēng)機(jī)葉輪性能有妙招
點(diǎn)擊次數(shù):1648 更新時(shí)間:2017-08-24
離心插入式風(fēng)機(jī)作為流體機(jī)械的一種重要類型,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門,是主要的耗能機(jī)械之一,也是節(jié)能減排的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。提高離心插入式風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)水平,是提高離心通風(fēng)機(jī)效率、擴(kuò)大其工況范圍的關(guān)鍵。
為了設(shè)計(jì)出的離心葉輪,從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,尋求*的葉輪設(shè)計(jì)方法。
通過大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和一定的理論分析,獲得離心插入式風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期,可以簡單地通過對風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面的平均速度計(jì)算,確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù),而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙,設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計(jì)人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn),有時(shí)可以獲得性能不錯(cuò)的風(fēng)機(jī),但是,大部分情況下,設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn),研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。如此設(shè)計(jì)出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧,這種方法設(shè)計(jì)的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計(jì)方法效率略有提高,但是該方法設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)輪蓋加工難度大,成本高,很難用于大型風(fēng)機(jī)和非標(biāo)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)。
還有采用給定葉輪內(nèi)相對速度沿平均流線分布的方法。等減速方法從損失的角度考慮,氣流相對速度在葉輪流道內(nèi)的流動(dòng)過程中以同一速率均勻變化,能減少流動(dòng)損失,進(jìn)而提高葉輪效率;等擴(kuò)張度方法是為了避免局部地區(qū)過大的擴(kuò)張角而提出的方法。給定的葉輪內(nèi)相對速度沿平均流線的分布是通過控制相對平均流速沿流線的變化規(guī)律,通過簡單幾何關(guān)系,就可以得到葉片型線沿半徑的分布。以上方法雖然簡單,但也需要比較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。
隨著數(shù)值計(jì)算以及電子計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展,可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計(jì)離心通風(fēng)機(jī)葉片。一種采用流線曲率法在葉輪流道的子午面上進(jìn)行葉輪設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,該方法目前已經(jīng)推廣至工程界,并已經(jīng)取得了顯著效果。
隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,三維粘性流場計(jì)算獲得了非常大的進(jìn)步,據(jù)此,有一些研究者提出了近似模型方法。如何有效地將近似模型方法應(yīng)用于多學(xué)科、多工況的優(yōu)化問題,并用較少的設(shè)計(jì)參數(shù)覆蓋更大的實(shí)際離心插入式風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)空間,是一個(gè)重要的課題。
為了設(shè)計(jì)出的離心葉輪,從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,尋求*的葉輪設(shè)計(jì)方法。
通過大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和一定的理論分析,獲得離心插入式風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。在一元方法使用的初期,可以簡單地通過對風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面的平均速度計(jì)算,確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù),而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙,設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計(jì)人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn),有時(shí)可以獲得性能不錯(cuò)的風(fēng)機(jī),但是,大部分情況下,設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)效率低下。為了改進(jìn),研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。如此設(shè)計(jì)出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧,這種方法設(shè)計(jì)的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計(jì)方法效率略有提高,但是該方法設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)輪蓋加工難度大,成本高,很難用于大型風(fēng)機(jī)和非標(biāo)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)。
還有采用給定葉輪內(nèi)相對速度沿平均流線分布的方法。等減速方法從損失的角度考慮,氣流相對速度在葉輪流道內(nèi)的流動(dòng)過程中以同一速率均勻變化,能減少流動(dòng)損失,進(jìn)而提高葉輪效率;等擴(kuò)張度方法是為了避免局部地區(qū)過大的擴(kuò)張角而提出的方法。給定的葉輪內(nèi)相對速度沿平均流線的分布是通過控制相對平均流速沿流線的變化規(guī)律,通過簡單幾何關(guān)系,就可以得到葉片型線沿半徑的分布。以上方法雖然簡單,但也需要比較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算。
隨著數(shù)值計(jì)算以及電子計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展,可以采用更加復(fù)雜的方法設(shè)計(jì)離心通風(fēng)機(jī)葉片。一種采用流線曲率法在葉輪流道的子午面上進(jìn)行葉輪設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法,該方法目前已經(jīng)推廣至工程界,并已經(jīng)取得了顯著效果。
隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,三維粘性流場計(jì)算獲得了非常大的進(jìn)步,據(jù)此,有一些研究者提出了近似模型方法。如何有效地將近似模型方法應(yīng)用于多學(xué)科、多工況的優(yōu)化問題,并用較少的設(shè)計(jì)參數(shù)覆蓋更大的實(shí)際離心插入式風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)空間,是一個(gè)重要的課題。