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山東冠熙環保設備有限公司主營：軸流風機,耐高溫高濕風機,烘干設備用風機,離心風機,除塵風機

離心風機是廣泛應用的一種機械，它的工作原理是將機械能轉化成氣體的壓力能，進而排送氣體，在建筑業、鋼鐵業和農業等領域都有應用。金屬葉輪是離心風機的重要組成部分，對于離心風機的安全運行和性能起著決定作用。隨著經濟的發展以及技術的發展，老舊的離心風機已經不能適應現代化發展的需要。因此，對離心風機進行結構優化成為了人們廣泛關注的問題。離心風機結構優化對金屬葉輪的穩定運行起著重要的推動作用。

本文通過結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響進行研究，主要通過各部件結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行的作用作簡要分析，以達到為保證金屬風機的平穩運行提供理論支持的目的。離心風機和金屬葉輪互相影響，互為補充。金屬葉輪是離心風機的重要組成部分，在一定程度上決定著離心風機的性能。同時，離心風機的結構優化又促進了葉輪的平穩運行。離心風機廣泛應用于鍋爐引風、中央空調系統等多個領域，為人們的生產生活帶來了極大的便利。然而離心風機也會造成大量的能源消耗，必須實現對離心風機的結構優化，以保證金屬葉輪的平穩運行，達到節約能源的目的。

以離心風機蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來優化蝸殼型線，并用試驗證明了良好的蝸殼型線不僅能提高風機效率及全壓，還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢；BEENA等[11]通過應用層次分析法（AHP），對蝸殼的重要幾何參數進行了優先排序，闡明了各參數對離心風機性能的影響;離心風機采用3種不同流量的五孔探頭，測量了風機蝸殼內流體的三維流動，得出傳統一維蝸殼型線設計方法忽略了風機內部嚴重的泄漏情況，應根據流體實際流動進行修正的結論。本文在傳統蝸殼型線設計理論基礎上，以某抽油煙機用多翼離心風機為研究對象，

離心風機采用動量矩修正方法對其進行性能優化。并考慮粘性應力的作用對原有k-ε計算模型進行修正，以期提高數值計算結果的準確度，為CFD數值模擬預測風機性能的可靠性提供參考。多翼離心風機由進口集流器、葉輪及蝸殼組成，具體結構如圖1所示。其設計轉速n=1200r/min，設計流量Qv=0.15m3/s，主要尺寸參數為：離心風機蝸殼寬度b1152mm，葉輪內徑1D210mm,葉輪外徑2D246mm，葉片進口安裝角178A，葉片出口安裝角2160A，葉片圓弧半徑r14mm，葉片數z60。為了提供更好的來流條件，給定較為準確的邊界條件，本研究在利用Solidworks軟件對風機進行三維建模時，分別將進風區域和出風區域進行延長處理，以保證進出口氣體的流動充分發展。另外，為了方便模型的建立，在盡量減小數值模擬誤差的前提下對電動機結構進行一定程度的簡化，

將建立好的離心風機三維模型導入ICEM 軟件進行混合網格的劃分。其中進出口和葉輪區域采用結構化網格，而蝸殼部分由于其內部結構復雜，尤其是電動機周圍結構并非規則模型，故采用適應性較強的非結構化四面體網格，具體網格如圖3 所示。綜合考慮動靜耦合區域對數值模擬預測結果的影響，在進行網格劃分時，對邊界層進行加密處理，其較低網格質量雅克比[14]在0.3 以上。為了保證數值計算結果的準確性，避免網格誤差對其模擬結果造成影響，對離心風機進行網格無關性驗證，如表1 所示。綜合考慮計算精度和計算效率可知，當網格數為25 萬左右時預測結果較為合理，終確定整個計算域的網格數為2513558。k-ε 模型作為為普遍有效的湍流模型，能夠計算大量的各種回流和薄剪切層流動，被廣泛應用于各類風機的數值求解計算中。

由于有梯度擴散項，模型k-ε 方程為橢圓形方程，故其特性同其他橢圓形方程，需要邊界條件：離心風機出口或對稱軸處k / n0和/ n0。但上述邊界條件只針對高雷諾數而言，在固體壁面附近，流體粘性應力將取代湍流雷諾應力，并在臨近固體壁面的粘性底層占主要作用。而多翼離心風機由于結構尺寸小、相對馬赫數低，氣體黏性力在流體流動過程中起重要作用，因此，在實際運用過程中，標準k-ε 模型由于未充分考慮粘性力的影響，導致計算模型出現偏差。運用Visual C++將上述修正函數編寫為UDF代碼，并導入Fluent 內置Calculation module。為符合實際運行狀態，離心風機進出口邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。后以CFD 計算的定常結果作為初始條件，進行非定常數值計算。