小型离心风机蜗壳优化设计方法的研究进展横截面面积的圆周变化、横截面形状、横截面的径向位置、蜗壳入口位置、蜗舌的结构是蜗壳的五个主要几何参数。其中蜗舌的位置、角度和形状，在避免内部冲击、减少分离损失和降低噪声等方面起着重要的作用。蜗壳的各几何参数对风机内部流动的影响并不是***的，它们之间既相互关联，又相互影响，因此，在确定这些几何参数时要进行考虑。采用数值计算与响应面法相结合的手段对蜗壳的三个主要几何参数(蜗壳出口的扩张角、叶轮的露出长度、蜗舌间隙)进行了优化，结果表明通过优化蜗舌间隙和叶轮的露出长度，不仅可以提高风机的效率，还可以降低风机的A声级噪声。按一维设计理论(等环量法)蜗壳型线应为一条对数螺旋线。锅炉满负荷运行时，两台引风机进口挡板开度为100%/100%，小型离心风机电流为120/121A，增压风机运行电流为150A，风机无调整裕度，不能满足机组满负荷要求，负压力在t内调整。通过对方程的简化处理，小型离心风机按照等边基元法和不等边基元法可以快速完成蜗壳型线的绘制。小型离心风机采用改进的等边基元法绘制离心风机的蜗壳型线，通过数值计算与实验研究，结果表明采用改进的等边基元法绘制蜗壳型线，不仅可以提高离心风机的效率，还可以降低风机的噪声。在蜗壳型线一维设计理论的基础上，通过考虑气体粘性因素的影响，对风机原外壳进行了改进。研究结果表明，通过考虑气体粘性，对蜗壳型线进行改进，可以减小蜗壳内的流动损失，提高风机的效率。

小型离心风机叶轮由若干结构参数组成，这些参数对离心风机的性能有着重要的影响。相似原理在风机上的应用，极大地促进了风机的设计和改进。在风机设计中，根据相似原理，可以选择现有的风机或经过试验的机型进行相似设计，以保证风机达到预期效果。在没有合适、的风机或模型的情况下，可以根据小型离心风机相似原理制作模型，然后将模型试验的结果转换为机器的实际结果，完成风机的设计。然而，相似原理的应用必须严格满足几何相似、运动相似和动态相似等相似条件。可以看出，在相同的条件下，通过风机转速与叶轮出口直径的比值，可以得到风机流量、静压、总压和内功率的比例关系。然而，当只改变叶轮结构参数时，改进后的风机与原型风机的相似性将不能得到满足。因此，本文通过改变小型离心风机叶轮的结构参数和数值计算方法，对改进后的风机性能进行了评价和分析。离心风机结构参数试验模型为2900转/分斜槽离心风机，传动方式为A型传动。斜槽离心风机主要由叶轮、蜗壳和集热器组成。Baloni等采用实验方法，对具有相同叶轮，小型离心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。叶轮由前、后、叶片三部分组成。前盘为锥形弧。叶轮直径480mm，叶片数20片。短刃10片，长刃10片，分布均匀。短叶片为截短半径的前叶片，其余部分与长叶片结构相同，所有叶片出口安装角度为140度。叶轮图如图3.1所示。蜗壳为矩形截面，宽度为69mm。

为了减少小型离心风机蜗舌与叶轮间隙过大造成的流量损失，第三种改进方案适当减小了蜗舌与叶轮间隙。但蜗壳舌与叶轮间隙过大，会增加风机的噪声值，降低风机的性能。在前向离心风机中，蜗壳舌与叶轮之间的间隙通常为叶轮旋转直径的0.07-0.15倍。原型小型离心风机蜗壳舌与叶轮间隙为叶轮旋转直径的0.11倍。在第三种方案中，蜗壳舌和叶轮之间的间隙分别减小到叶轮旋转直径的0.07倍和0.09倍。8dQ流量工况下，长叶片的吸力面存在较大的别离区，而且在短叶片的吸力面构成两个旋涡区，其中叶片出口处的旋涡由于相邻叶道的叶片压力面的高压区向叶片吸力面回流而构成。当蜗壳舌部间隙为叶轮间隙的0.09倍时，效果较好。可以看出，通过减小小型离心风机蜗壳舌片间隙，蜗壳舌片附近的低压涡在设计流量条件下消失，同时蜗壳内部气体再次减少。在设计流量条件下，通过改变蜗舌与叶轮之间的间隙，可以有效地提高风机的总压，降低风机所需的扭矩，提高风机效率2.1%。

（1）本文详细介绍了小型离心风机的数值计算过程，包括模型建立、网格化（预处理）、导入求解计算、后处理等。采用数值计算方法对斜槽风机的不同流动条件进行了计算。得到了由SSTK-U湍流模型计算的总压、效率和实验值的误差值。结果表明，所设计的风机满足风机的设计要求，可以继续后续的设计工作。总压和效率的较大误差分别为4%和7%。验证了数值计算结果的准确性。

（2）通过观察风机不同截面上的总压和速度等值线，可以得出离心风机的内部流动规律：由于叶轮的旋转，在叶轮入口产生较大的负压值，使空气从集尘器进入叶轮。在叶轮中，由于叶轮的转动和叶片对气体的作用，叶轮内部沿径向由内向外移动，总压值逐渐增大。较大总压力位于叶轮出口外缘和叶片压力面。当小型离心风机改进后的方法不能达到预期效果时，采用现代风机设计理论完成风机的设计，详细介绍了风机各部件结构参数的选择原则。由于叶片压力面速度较大，吸力面速度较小，形成了尾流结构。

除了数值模拟和实验测量外，传统的多翼离心风机的性能改进主要集中在多翼离心风机的结构优化设计上，取得了较好的效果。王斗提出了双圆弧叶片的设计方法，解决了小型离心风机单圆弧叶片普遍存在的进口负荷大、空分严重的问题。毛泉友采用分段设计法，叶片沿叶片高度方向设计成梯形和矩形截面。通过数值研究发现，分段设计的风机效率比原型风机提高了3.69%，小型离心风机风量增加了16.3%。研究发现，后缘自然切割的叶片在翼型表面具有流线型设计，前盘区具有较低的循环流量，可以获得较大的空气量和总压。适用于柜式空调多翼离心风机的叶片设计。小型离心风机叶片在不同圆弧曲率角和进口安装角组合下的风机性能。分析表明，双圆弧叶片的气动性能优于单圆弧叶片。小型离心风机样机蜗舌流线图表明，当气体流经样机蜗舌位置时，大量气体通过蜗舌与叶轮之间的间隙T流回蜗壳，流量损失较大。通过对刀片的穿孔，吴先军等。使部分气流从高压面流向叶片的低压面，使小型离心风机涡流分离点移到叶片下方。这样可以降低叶片出口段分离区的涡流强度和尺度，降低噪声。然而，这种方法需要更高的处理精度。研究发现，在倾斜叶片出口角不变的情况下，与直叶片相比，风体积略有减小，但叶片通道内的流动分离度有所减小。