6-41风机改造后，风机总压明显提高。6-41风机原型机的短叶片是在长叶片的基础上在直径为320mm的圆弧方位截断，改善计划一的短叶片长度进行了多种长度的挑选，并经过数值计算得到醉优的短叶片长度是在长叶片的基础上在直径为259mm的圆弧方位打断。虽然方案一的总压在大流量区和小流量区附近增加较多，但在额定流量附近总压的改善不如方案三，结合效率提高的数据，很明显方案三是较佳的优化方案。风机总压提高4.25%，效率提高1.49%。方案四，效率降低0.19%，主要是由于流经槽的流体与原叶轮内的高速流体发生强烈碰撞，造成冲击损失。在风机运行过程中，当集热器流入叶轮转轮时，流体受到惯性力和科里奥利力的影响，在后圆盘B段附近形成高速区，使B段附近的流速和流量大于A段，从而使风机性能从两个方面得到改善。一是提高前盘的径向速度，即A段，使6-41风机出口处的流体速度趋于均匀；二是优化后盘附近的速度梯度。由此可见，开槽后叶轮出口处的流速整体上得到了提高。叶轮转轮内靠近后圆盘的速度在整个转轮内比较均匀，没有明显的高速聚集区，因此流场比较合理。与子午面上的原风机相比，其轴向平均速度较高，速度梯度较小。因此，开槽改善了叶轮通道内的流场，大大提高了6-41风机的总压和效率。边界层分离现象发生在原风机叶片通道的吸力面上，形成较大的涡流区；在通道的后半段，边界层分离现象也发生在通道的吸力面上。叶片压力面上的压力高于吸入面上的压力。二次流在叶轮通道中形成（其部分速度沿叶轮的圆周方向）。同时，在离心力的作用下，圆周方向形成一定的角度。

通过数值计算方法，观察离心风机蜗壳内部的流动情况，通过收缩蜗壳180°~360°之间的型线，改进后的离心风机出口静压，出口全压和风机效率都有所提高。

Beena D. Baloni等采用实验方法，对具有相同叶轮，6-41风机蜗壳采用等环量法与等平均速度法成型的离心风机内部流动特性进行了研究，结果表明采用等平均速度法成型的蜗壳内部气流的速度梯度与压力梯度都小于采用等环量法成型的蜗壳，内部流动情况更优。在现有6-41风机的基础上，通过对引风机叶轮的改造，在不进行电机技术改造的情况下，对引风机进行技术改造，提高引风机的出力，以满足反硝化和静电沉淀的总阻力。

6-41风机应用广泛，但由于其叶片结构复杂、叶道较长导致其内部流动损失较大，效率较低。一般情况下，称蜗壳与转轴之间的走漏为外走漏，但由于外走漏的值比较小，一般忽略不计。复杂的叶片结构导致其加工工艺复杂，在批量生产时叶片模具制造的成本较大，一般企业都只单件生产甚至不生产，导致产品的供不应求。因此本文采用数值计算得方法，找到6-41风机内部流动损失的根源，改善风机内部的流动特性，提高风机的综合性能。

根据以上分析，本文对斜槽式离心风机进行了改进设计，从改善风机内部流动特性出发，首先在原型机的基础上进行改进，而后根据风机的现代设计方法，以合作单位的性能指标为设计条件，完成风机的设计工作，具体的内容如下：

本文通过查阅大量离心风机优化设计的文献，深入理解了风机的不同结构参数对风机内部流动特性的影响，并采用数值计算方法

(CFD)对风机原型机进行了数值模拟，通过观察风机不同截面处的等值线图和流线图，对风机的内部流动特性进行了分析，为离心风机的改进提供思路。将原型风机的计算结果与原始测量数据进行了比较，详细分析了SSTK-U湍流模型计算结果的准确性，即离心风机的数值计算。以提高6-41风机的效率和增大其全压为改进目标，对风机的短叶片长度、增大风机叶轮的旋转直径和改变风机蜗壳蜗舌与叶轮的间隙，对风机性能的影响进行了研究。

本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算了6-41风机在不同工况下的稳态，并根据公式计算了设计工况下离心风机的压力、轴功率和效率。近年来，随着人工智能算法的发展，数据驱动建模方法逐渐应用于风机性能预测。在得到风机性能参数的数值结果后，将不同工况下数值结果的误差值与样机原始测量结果进行了比较。在完成6-41风机三维模型的建立、计算域的离散化（网格化）和边界条件的定义后，将6-41风机原型的不同工况进行了数值计算，并将其浇注到ANSYS Fluent。风机数值计算和测量的效率特性曲线表明，斜槽离心风机的设计流量为0.17kg/s，在设计工况下，风机的计算效率为48.1%。斜槽离心风机偏离设计工况时，小流量工况下效率急剧下降，大流量工况下效率变化缓慢，但效率仅为47%。斜槽离心风机的压力特性曲线表明，离心风机的总压力没有单调变化，但随着风机流量的增加，斜槽离心风机的总压力减小。非单调压力特性曲线表明，离心风机阻力变化较大时，风机风量变化较大，风机稳定工作面积较小。

本文主要完成设计6-41风机的稳态和瞬态数值计算，在瞬态数值计算结果稳定后，采用FW-H模型计算设计风机的气动噪声值。根据数值计算结果，得出以下结论：

（1）通过比较设计风机样机和斜槽离心风机样机的数值计算结果，可以看出在设计流量条件下重新设计的离心机，风机的总压值高于E设计目标，效率68%，效率比样机高19.9%，总压值由4626pa提高到5257pa，均满足合作单位的性能要求。

（2）通过观察原型风机和斜槽风机叶片通道的流线图，可以看出设计风机的长、短叶片吸力面分离较弱，但没有强涡流区。与样机的内部流程相比，该流程有了很大的改进，效率也有了很大的提高。

（3）根据计算出6-41风机的噪声频谱，可以看出设计风机的声压在1100Hz时有一个峰值，声压值为58dB。在远场噪声计算中，随着受流点到叶轮中心距离的增加，风机噪声值呈下降趋势。