通過數(shù)值計(jì)算方法，觀察離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的流動情況，通過收縮蝸殼180°~360°之間的型線，改進(jìn)后的離心風(fēng)機(jī)出口靜壓，出口全壓和風(fēng)機(jī)效率都有所提高。

Beena D. Baloni等采用實(shí)驗(yàn)方法，對具有相同葉輪，高壓離心通風(fēng)機(jī)蝸殼采用等環(huán)量法與等平均速度法成型的離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明采用等平均速度法成型的蝸殼內(nèi)部氣流的速度梯度與壓力梯度都小于采用等環(huán)量法成型的蝸殼，內(nèi)部流動情況更優(yōu)。通過對方程的簡化處理，高壓離心通風(fēng)機(jī)按照等邊基元法和不等邊基元法可以快速完成蝸殼型線的繪制。

高壓離心通風(fēng)機(jī)應(yīng)用廣泛，但由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、葉道較長導(dǎo)致其內(nèi)部流動損失較大，效率較低。復(fù)雜的葉片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其加工工藝復(fù)雜，在批量生產(chǎn)時(shí)葉片模具制造的成本較大，一般企業(yè)都只單件生產(chǎn)甚至不生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品的供不應(yīng)求。因此本文采用數(shù)值計(jì)算得方法，找到高壓離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動損失的根源，改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動特性，提高風(fēng)機(jī)的綜合性能。8dQ流量工況下，長葉片的吸力面存在較大的別離區(qū)，而且在短葉片的吸力面構(gòu)成兩個(gè)旋渦區(qū)，其中葉片出口處的旋渦由于相鄰葉道的葉片壓力面的高壓區(qū)向葉片吸力面回流而構(gòu)成。

根據(jù)以上分析，本文對斜槽式離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，從改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動特性出發(fā)，首先在原型機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，而后根據(jù)風(fēng)機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，以合作單位的性能指標(biāo)為設(shè)計(jì)條件，完成風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)工作，具體的內(nèi)容如下：

本文通過查閱大量離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)，深入理解了風(fēng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動特性的影響，并采用數(shù)值計(jì)算方法

(CFD)對風(fēng)機(jī)原型機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面處的等值線圖和流線圖，對風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動特性進(jìn)行了分析，為離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)提供思路。以提高高壓離心通風(fēng)機(jī)的效率和增大其全壓為改進(jìn)目標(biāo)，對風(fēng)機(jī)的短葉片長度、增大風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑和改變風(fēng)機(jī)蝸殼蝸舌與葉輪的間隙，對風(fēng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了研究?？梢钥闯觯谙嗤臈l件下，通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與葉輪出口直徑的比值，可以得到風(fēng)機(jī)流量、靜壓、總壓和內(nèi)功率的比例關(guān)系。

通過對高壓離心通風(fēng)機(jī)不同方案的改進(jìn)，得出如下結(jié)論：向內(nèi)延長斜槽風(fēng)機(jī)葉輪的短葉片，可以有效地減小風(fēng)機(jī)所需的扭矩，提高風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)條件下的效率；延長斜槽風(fēng)機(jī)葉輪的長葉片和短葉片，可以提高風(fēng)機(jī)的效率。外擴(kuò)可以明顯提高風(fēng)機(jī)的總壓，但隨著總壓的增大，風(fēng)機(jī)所需的扭矩也隨之增大。因此，風(fēng)扇的效率幾乎不變。減小斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)蝸殼與葉輪的間隙，不僅可以提高風(fēng)機(jī)的總壓，而且可以降低風(fēng)機(jī)所需的扭矩，提率2.1%。通過對高壓離心通風(fēng)機(jī)樣機(jī)內(nèi)部流動的分析，提出了三種不同的改進(jìn)方案，每種方案都提高了風(fēng)機(jī)的一定性能參數(shù)。因此，改進(jìn)后的風(fēng)扇與樣機(jī)的幾何相似性不滿足風(fēng)扇相似性原理的條件。

風(fēng)機(jī)短葉片向內(nèi)加長，提高風(fēng)機(jī)效率；風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)直徑增大，風(fēng)機(jī)總壓增大；蝸殼舌與風(fēng)機(jī)葉輪間隙適當(dāng)減小，風(fēng)機(jī)總壓和效率提高。證實(shí)了。但高壓離心通風(fēng)機(jī)仍采用復(fù)雜的曲面葉片結(jié)構(gòu)，這不會改善風(fēng)機(jī)加工工藝的復(fù)雜故障，每一個(gè)改進(jìn)方案都不能改善風(fēng)機(jī)葉片通道內(nèi)的流動特性，使風(fēng)機(jī)的總壓力值達(dá)到5000pa以上，且沖擊力較大。提高風(fēng)扇的效率。如果只重新設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的葉輪結(jié)構(gòu)，必然會導(dǎo)致葉輪與風(fēng)機(jī)蝸殼結(jié)構(gòu)不匹配，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)性能急劇下降。因此，本文采用現(xiàn)代風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)理論，以全壓5000pa、轉(zhuǎn)速2900rmp、高壓離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量1300hm/3為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，以滿足合作公司的性能要求，提高風(fēng)機(jī)的整體性能。在設(shè)計(jì)中，主要介紹了風(fēng)機(jī)葉輪、蝸殼和集熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇方法，介紹了葉片結(jié)構(gòu)的選擇。根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果，得出以下結(jié)論：（1）通過比較設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)樣機(jī)和斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，可以看出在設(shè)計(jì)流量條件下重新設(shè)計(jì)的離心機(jī)，風(fēng)機(jī)的總壓值高于E設(shè)計(jì)目標(biāo)，效率68%，效率比樣機(jī)高19。

高壓離心通風(fēng)機(jī)采用不等邊元法繪制蝸殼外形。首先確定了小正方形在繪圖中心的邊長，確定了蝸殼的繪圖半徑；繪制的蝸殼外形如圖4.6所示。以小正方形邊長分別為蝸殼開口A的0.15、0.133、0.1167和0.1倍，根據(jù)公式確定高壓離心通風(fēng)機(jī)蝸殼輪廓各部分的拉深半徑，拉深后即可建立風(fēng)機(jī)的三維模型。風(fēng)機(jī)集塵器的設(shè)計(jì)是一種氣體葉輪導(dǎo)向裝置，高壓離心通風(fēng)機(jī)集塵器的幾何形狀和集塵器的安裝位置對風(fēng)機(jī)的性能都有影響，影響很大。在第三種方案中，蝸殼舌和葉輪之間的間隙分別減小到葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0。

集電極的基本類型有圓柱形、圓錐形、圓形和圓錐形。圓柱形集塵器具有較大的流量損失和將氣流導(dǎo)入葉輪的能力差，但易于處理。錐形集熱器具有較大的流量損失和將流量導(dǎo)入葉輪的能力差。高壓離心通風(fēng)機(jī)的圓弧集塵器具有相對較小的流量損失和更好的引導(dǎo)氣流進(jìn)入葉輪的能力。圓弧集熱器引導(dǎo)氣流進(jìn)入葉輪后，渦流面積比錐形集熱器小得多，減少了風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動損失。從而提高了帶圓弧集熱器的風(fēng)機(jī)的效率和全壓系數(shù)。對液力變矩器的流場進(jìn)行了瞬態(tài)計(jì)算，準(zhǔn)確預(yù)測了液力變矩器內(nèi)的實(shí)際流量。錐弧集熱器在現(xiàn)代風(fēng)機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。