9-22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。通过对方程的简化处理，9-22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。9-22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。9-22风机的传动方式因使用场合不同而不同，离心风机的传动方式也不同，如图1。

本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算了9-22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。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9-22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9-22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。当9-22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。

可以看出，9-22风机样机长、短叶片的吸力面不仅产生分离现象，而且产生两个涡，设计工况下设计风机长、短叶片的吸力面存在一些分离现象，但没有明显的分离现象。产生了美国漩涡。通过比较两种方法的流线图可以看出，所设计的风机的整体流动性能得到了很大的提高，设计的风机的效率得到了很大的提高。为了计算风机内部的气动噪声，采用瞬态计算方法对离心风机内部的流场进行了计算。风机的瞬态计算过程如下所述。瞬态计算的收敛性判断。在9-22风机瞬态计算过程中，每一时间步都相当于一个稳态过程。因此，有必要保证计算在每个时间步的收敛性。瞬态计算过程中存在内迭代的概念，内迭代的原理与稳态解的原理相同。内部迭代次数可以通过模型树节点的运行计算面板中的参数maxIteration/timestep来设置。瞬态计算时间步长的确定是瞬态解的关键步骤。时间步长设置不当会导致一系列问题。如果时间步长太大，一个时间步长很难收敛和发散，时间分辨率太低。如果时间步长太小，迭代次数会增加，计算开销也会增加。因此，设定合理的时间步长是非常重要的。9-22风机采用公式计算时间步长。设置原则是风机转子每转一次。通过查阅大量的离心风机优化设计文献，深入了解风机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建立风机三维模型，划分网格，9-22风机采用N-S方程，结合W。

当改进后的方法不能满足合作机组的性能要求时，采用现代9-22风机设计理论完成了风机的设计，并详细介绍了风机各部件结构参数的选择原则。根据叶轮流道断面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线成形的数学模型。根据该数学模型，采用双圆弧拼接的方法完成了叶片型线的绘制。设计的9-22风机效率为68%，比样机提高19.9%，总压由4626pa提高到5257pa，均满足合作机组的性能要求。通过对原型风机和斜槽风机叶片通道流线图的比较，可以看出所设计的风机内部流动得到了很大的改善，从而验证了本文风机设计方案的可行性。后介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。在瞬态计算结果稳定后，9-22风机利用FW-H模型对设计风机的气动噪声进行了计算。设计风机的声压峰值为1100Hz，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。当9-22风机流量小于设计流量时，经向速度mc1减小，入口相对速度与圆周切线方向的夹角小于叶片进口角1aβ，迎角为正。