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葉輪是風(fēng)機(jī)的核心氣動(dòng)部件,葉輪內(nèi)部流動(dòng)的好壞直接決定著整機(jī)的性能和效率。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者為了了解葉輪內(nèi)部的真實(shí)流動(dòng)狀況,改進(jìn)葉輪設(shè)計(jì)以提高葉輪的性能和效率,作了大量的工作。為了設(shè)計(jì)出的離心葉輪 ,科研工作者們從各種角度來(lái)研究氣體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,尋求較佳的葉輪設(shè)計(jì)方法。zui早使用的是一元設(shè)計(jì)方法,通過(guò)大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和一定的理論分析,獲得高速離心風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。
在一元方法使用的初期,可以簡(jiǎn)單地通過(guò)對(duì)雷茨高速離心風(fēng)機(jī)各個(gè)關(guān)鍵截面的平均速度計(jì)算,確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù),而且一般葉片型線(xiàn)采用簡(jiǎn)單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙,設(shè)計(jì)的雷茨高速離心風(fēng)機(jī)性能需要設(shè)計(jì)人員有非常豐富的經(jīng)驗(yàn),有時(shí)可以獲得性能不錯(cuò)的風(fēng)機(jī),但是,大部分情況下,設(shè)計(jì)的通風(fēng)機(jī)效率低下。
為了改進(jìn),研究人員對(duì)葉輪輪蓋的子午面型線(xiàn)采用過(guò)流斷面的概念進(jìn)行設(shè)計(jì) ,如此設(shè)計(jì)出來(lái)的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧,這種方法設(shè)計(jì)的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計(jì)方法效率略有提高,但是該方法設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)輪蓋加工難度大,成本高,很難用于大型風(fēng)機(jī)和非標(biāo)風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)。
另外一個(gè)重要方面就是改進(jìn)雷茨高速離心風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì),對(duì)于二元葉片的改進(jìn)方法主要為采用等減速方法和等擴(kuò)張度方法等,還有采用給定葉輪內(nèi)相對(duì)速度沿平均流線(xiàn)分布的方法。等減速方法從損失的角度考慮,氣流相對(duì)速度在葉輪流道內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程中以同一速率均勻變化,能減少流動(dòng)損失,進(jìn)而提高葉輪效率;等擴(kuò)張度方法是為了避免局部地區(qū)過(guò)大的擴(kuò)張角而提出的方法。 給定的葉輪內(nèi)相對(duì)速度 沿平均流線(xiàn)的分布是通過(guò)控制相對(duì)平均流速沿流線(xiàn)的變化規(guī)律,通過(guò)簡(jiǎn)單幾何關(guān)系,就可以得到葉片型線(xiàn)沿半徑的分布。
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