5-48離心風(fēng)機葉輪由若干結(jié)構(gòu)參數(shù)組成，這些參數(shù)對離心風(fēng)機的性能有著重要的影響。相似原理在風(fēng)機上的應(yīng)用，極大地促進了風(fēng)機的設(shè)計和改進。在風(fēng)機設(shè)計中，根據(jù)相似原理，可以選擇現(xiàn)有的風(fēng)機或經(jīng)過試驗的機型進行相似設(shè)計，以保證風(fēng)機達(dá)到預(yù)期效果。在沒有合適、的風(fēng)機或模型的情況下，可以根據(jù)5-48離心風(fēng)機相似原理制作模型，然后將模型試驗的結(jié)果轉(zhuǎn)換為機器的實際結(jié)果，完成風(fēng)機的設(shè)計。然而，相似原理的應(yīng)用必須嚴(yán)格滿足幾何相似、運動相似和動態(tài)相似等相似條件。可以看出，在相同的條件下，通過風(fēng)機轉(zhuǎn)速與葉輪出口直徑的比值，可以得到風(fēng)機流量、靜壓、總壓和內(nèi)功率的比例關(guān)系。然而，當(dāng)只改變?nèi)~輪結(jié)構(gòu)參數(shù)時，改進后的風(fēng)機與原型風(fēng)機的相似性將不能得到滿足。因此，本文通過改變5-48離心風(fēng)機葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)和數(shù)值計算方法，對改進后的風(fēng)機性能進行了評價和分析。離心風(fēng)機結(jié)構(gòu)參數(shù)試驗?zāi)Ｐ蜑?900轉(zhuǎn)/分斜槽離心風(fēng)機，傳動方式為A型傳動。斜槽離心風(fēng)機主要由葉輪、蝸殼和集熱器組成。葉輪由前、后、葉片三部分組成。前盤為錐形弧。采用LHS方法對離心風(fēng)機的進口溫度、進口壓力、進口流量和轉(zhuǎn)速進行了采集，并對采集的數(shù)據(jù)進行了歸1化處理，用于LSSVM模型的訓(xùn)練。葉輪直徑480mm，葉片數(shù)20片。短刃10片，長刃10片，分布均勻。短葉片為截短半徑的前葉片，其余部分與長葉片結(jié)構(gòu)相同，所有葉片出口安裝角度為140度。葉輪圖如圖3.1所示。蝸殼為矩形截面，寬度為69mm。

5-48離心風(fēng)機原型機的短葉片是在長葉片的基礎(chǔ)上在直徑為320mm的圓弧方位截斷，改善計劃一的短葉片長度進行了多種長度的挑選，并經(jīng)過數(shù)值計算得到醉優(yōu)的短葉片長度是在長葉片的基礎(chǔ)上在直徑為259mm的圓弧方位打斷。改善完成后按照5-48離心風(fēng)機原型機的數(shù)值計算方法，對改善后的風(fēng)機進行數(shù)值計算，能夠看出通過向內(nèi)延伸斜槽式離心風(fēng)機的短葉片，將風(fēng)機的所需扭矩由4.53N.m降低為4.33N.m，使風(fēng)機的功率進步了2.3%。能夠看出在延伸短葉片后，改善計劃一的風(fēng)機短葉片吸力面的兩個旋渦消失，葉片鄰近的別離區(qū)顯著的減小，但改善計劃一的長葉片吸力面依然存在較大的別離區(qū)，因此風(fēng)機的全體功率進步并不太顯著。對流項采用二階迎風(fēng)格式離散，擴散項采用二階中心格式離散，時間項采用二階隱式格式離散。

增大5-48離心風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑改善計劃一使斜槽式離心風(fēng)機的功率進步2.3%，但風(fēng)機的全壓值根本堅持不變，這樣的改善計劃并不能滿足對風(fēng)機全壓值5000Pa的要求。因此本文依據(jù)風(fēng)機規(guī)劃的相似原理，即在風(fēng)機滿足類似條件的情況下，風(fēng)機的全壓值與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速的平方和全壓的平方呈正比，依據(jù)風(fēng)機的類似規(guī)劃原理，在滿足類似規(guī)劃條件下，相應(yīng)的增大風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑，能夠有用的進步風(fēng)機的全壓值。由于流道內(nèi)軸流分布不均勻，葉輪前后盤不一致，為便于比較分析，沿葉輪圓周做了A、B兩段。

5-48離心風(fēng)機的設(shè)計方法，對所設(shè)計風(fēng)機的穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果進行了分析。在離心風(fēng)機設(shè)計完成后，根據(jù)具體設(shè)計參數(shù)建立了離心風(fēng)機的三維模型。第三章采用樣機的數(shù)值計算方法，對設(shè)計工況下的風(fēng)機進行了計算。原型風(fēng)機和斜槽風(fēng)機的比轉(zhuǎn)速分別為13.89和11.08。根據(jù)不同的比轉(zhuǎn)速，可對風(fēng)機進行分類?？梢钥闯?，所設(shè)計的風(fēng)機和原型風(fēng)機屬于不同的系列，但在全壓、效率等方面都有所提高?？梢宰C明第四節(jié)風(fēng)機的設(shè)計方法是正確合理的。通過數(shù)值計算方法，觀察離心風(fēng)機蝸殼內(nèi)部的流動情況，通過收縮蝸殼180°~360°之間的型線，改進后的離心風(fēng)機出口靜壓，出口全壓和風(fēng)機效率都有所提高。通過對設(shè)計5-48離心風(fēng)機的數(shù)值計算參數(shù)與風(fēng)機初始設(shè)計值的比較，可以看出設(shè)計風(fēng)機的總壓值高于設(shè)計目標(biāo)，效率為68%，效率比原型風(fēng)機高19.9%，總壓值由4626提高到4626。PA至5257PA，均滿足合作單位的性能要求。

可以看出，5-48離心風(fēng)機樣機長、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個渦，設(shè)計工況下設(shè)計風(fēng)機長、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了漩渦。通過比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計的風(fēng)機的整體流動性能得到了很大的提高，設(shè)計的5-48離心風(fēng)機的效率得到了很大的提高。與樣機的內(nèi)部流程相比，該流程有了很大的改進，效率也有了很大的提高。

設(shè)計風(fēng)機的瞬態(tài)計算

為了后期計算風(fēng)機內(nèi)部的氣動噪聲，本文對離心風(fēng)機內(nèi)部流場采用瞬態(tài)的計算方法進行了數(shù)值計算。下面詳細(xì)介紹風(fēng)機的瞬態(tài)計算過程。

瞬態(tài)計算過程中，每一個時間步內(nèi)相當(dāng)于計算一個穩(wěn)態(tài)過程。離心風(fēng)機空氣動力噪聲的計算離心風(fēng)機運行時產(chǎn)生的噪聲主要包括機械噪聲、電磁噪聲和空氣動力噪聲。因此在每一個時間步內(nèi)都需要保證計算達(dá)到收斂。瞬態(tài)計算過程中存在內(nèi)迭代的概念，內(nèi)迭代與穩(wěn)態(tài)求解的的迭代具有相同的原理。內(nèi)迭代次數(shù)可以在模型樹節(jié)點Run  Calculation面板通過參數(shù)Max Iteration/Time Step來設(shè)置。