葉輪、蝸殼和集熱器是離心風(fēng)機(jī)的三個主要部件。下面詳細(xì)介紹了各構(gòu)件及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究進(jìn)展。離心風(fēng)機(jī)葉輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉輪進(jìn)口直徑、小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠葉輪進(jìn)口寬度、葉片數(shù)、葉片進(jìn)出口安裝角度。能夠看出在延伸短葉片后，改善計(jì)劃一的風(fēng)機(jī)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(jì)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(jī)的全體功率進(jìn)步并不太顯著。對于風(fēng)機(jī)的整體性能，除葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)外，葉輪葉型直接影響風(fēng)機(jī)葉片通道內(nèi)的流動特性，對風(fēng)機(jī)的總壓和效率等性能參數(shù)也有很大的影響。目前離心風(fēng)機(jī)葉片型線主要有單圓弧葉片、雙圓弧拼接葉片、S型葉片和等減速流型葉片。此外，學(xué)者們還研究了三維葉片技術(shù)和扭葉片。根據(jù)葉片出口安裝角度的不同，葉片的安裝方式有三種：前向、徑向和后向。許多學(xué)者對上述葉片型線的性能進(jìn)行了大量的研究，并深入分析了不同葉片結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。對單圓弧葉片和恒減速葉片離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，等減速流型的葉輪不僅使葉輪通道內(nèi)的壓力梯度變化更為規(guī)律，而且有效地削弱了小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠葉輪出口的射流尾流結(jié)構(gòu)，從而有效地降低了離心風(fēng)機(jī)的流量損失、擴(kuò)散損失和出口。與單圓弧葉片相比，有效地提高了混合損失的效率。

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，小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠蝸殼采用等環(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)。以出口壓力作為衡量離心風(fēng)機(jī)性能的指標(biāo)，采用LSSVM建立離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型。

小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠應(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。風(fēng)機(jī)葉輪參數(shù)選擇葉輪是風(fēng)機(jī)的主要部件，葉片是將能量傳遞給流體的部件。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，找到小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠內(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。

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。因此本文采用數(shù)值計(jì)算得方法，找到小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠內(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。以提高小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠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。

離心風(fēng)機(jī)及內(nèi)部三維流場的計(jì)算辦法

依據(jù)作業(yè)原理的不同風(fēng)機(jī)能夠分為容積式、葉片式和噴射式三種。其間葉片式風(fēng)機(jī)首要有離心式、混流式、軸流式和橫流式四種，其間使用醉廣泛的即為離心式風(fēng)機(jī)。針對小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)使用不足、建模周期長的問題，提出了一種基于較小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）和拉丁超立方體采樣（LHS）的大型離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測方法。小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠葉輪中的氣體流面簡直與葉輪的滾動軸面筆直。其葉輪滾動所發(fā)生的離心力為離心風(fēng)機(jī)壓強(qiáng)升的首要來歷，而且在葉輪內(nèi)部由離心力發(fā)生的壓強(qiáng)升要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體相對速度改動而發(fā)生的壓強(qiáng)升，而且選用增大風(fēng)機(jī)的葉輪寬度增大風(fēng)機(jī)流量的辦法，往往導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的功率下降，因而離心風(fēng)機(jī)一般適用于高壓、小流量的場合。下面臨其功能參數(shù)、結(jié)構(gòu)特色和內(nèi)部丟失等進(jìn)行具體介紹。

離心風(fēng)機(jī)的壓力

小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠的靜壓和全壓靜壓sp為氣體對平行于氣流的物體外表效果的壓力，它一般是經(jīng)過筆直于物體外表的孔來進(jìn)行丈量。

通風(fēng)機(jī)的功能曲線通風(fēng)機(jī)的全壓t FP、功率P、功率η等功能參數(shù)隨通風(fēng)機(jī)的流量Q改變的聯(lián)系曲線，稱為通風(fēng)機(jī)的功能曲線。這些方法往往需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和重復(fù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，建模周期長，成本高，存在風(fēng)機(jī)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)使用不足，造成信息資源浪費(fèi)等問題。依據(jù)通風(fēng)機(jī)的功能曲線，不只能夠查驗(yàn)計(jì)算參數(shù)與實(shí)測參數(shù)之間的共同程度，還能夠斷定通風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性。例如當(dāng)通風(fēng)機(jī)的功率特性曲線較平整時，此刻風(fēng)機(jī)的搞效區(qū)較大，在變工況時通風(fēng)機(jī)仍能夠在搞效的工況點(diǎn)小作業(yè)，此刻能夠認(rèn)為該風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性較好。

離心風(fēng)機(jī)葉輪主要幾何參數(shù)的選擇離心風(fēng)機(jī)葉輪主要由葉輪的前、后、葉片組成。葉輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉輪進(jìn)口直徑、葉輪進(jìn)口寬度、葉片數(shù)量、葉片進(jìn)出口安裝角度等，各參數(shù)的選擇方法如下。目前，一系列小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠產(chǎn)品中的風(fēng)機(jī)主要無量綱參數(shù)通常采用已開發(fā)的風(fēng)機(jī)收縮模型，然后根據(jù)幾何相似原理對相應(yīng)的尺寸進(jìn)行放大或縮小，從而產(chǎn)生不同風(fēng)機(jī)號的風(fēng)機(jī)。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。因此，這些系列風(fēng)扇的性能可以用下面描述的無量綱性能參數(shù)來表示。在水輪機(jī)研究中引入比轉(zhuǎn)速的概念。后來，它被廣泛用于泵和風(fēng)扇。通常，在風(fēng)機(jī)的分類、系列化和類似設(shè)計(jì)中，比轉(zhuǎn)速是小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠的一個重要參數(shù)。一般離心風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速80-15sn，混流風(fēng)機(jī)120-80sn，軸流風(fēng)機(jī)500-100sn。某風(fēng)機(jī)在不同工況下，其流量和壓力（或流量系數(shù)和壓力系數(shù)）都在變化。因此，風(fēng)機(jī)的每個工作點(diǎn)都可以計(jì)算出一個特定的轉(zhuǎn)速，這樣一個風(fēng)機(jī)就會有許多特定的轉(zhuǎn)速。為了便于比較，將的小型離心風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠比轉(zhuǎn)速規(guī)定為風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速。