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改善離心通風機內葉輪流動的方法
改善離心通風機內葉輪流動的方法
葉輪是離心風機的心臟，離心風機葉輪的內部流動 是一個 非常復雜的 逆壓過程 ， 葉輪的高速旋轉和葉道復雜幾何形狀都使其內部流動變成了非常復雜的三維湍流流動 。由于壓差，葉片通道內一般會存在葉片壓力面向吸力面的二次流動，同時由于氣流 90 °轉彎，導致輪盤壓力大于輪蓋壓力也形成了二次流，這一般會導致葉輪的輪蓋和葉片吸力面區域出現低速區甚至分離，形成射流—尾跡結構 。由于射流—尾跡結構的存在，導致離心風機效率下降，噪聲增大。為了改善離心葉輪內部的流動狀況，提高葉輪效率，一個重要的研究方向就是采用邊界層控制方式提高離心葉輪性能，這也是近年的熱點研究方向。
理論和試驗都表明，離心葉輪的射流尾跡結構隨著流量減小更加強烈，而且小流量時，尾跡處于吸力面，設計流量時，尾跡處于吸力面和輪蓋交界處。為了提高設計和小流量離心通風機效率， 全風技術人員提出了葉片開縫技術 ，該技術提出在 葉輪輪蓋與葉片之間 葉片尾部處開縫， 引用葉片壓力面側的高壓氣體吹除吸力面側的低速尾跡區， 直接給葉輪內的低速流體提供能量。zui終得到 在設計流量和小流量情況下，葉輪開縫后葉片表面分離區域減小，整個流道速度和葉輪內部相對速度分布更加均勻，且zui大速度明顯減小的結果。這種方法改善了葉輪內部流場的流動狀況，達到了提高離心葉輪性能和整機性能的效果，而且所形成的射流可以吹除葉片吸力面的積灰，有利于葉輪在氣固兩相流中工作。
取得成功之后，技術人員提出在 離心風機輪蓋上靠近葉片吸力面處開孔的方法 ，利用蝸殼內的高壓氣體產生射流，從而直接給葉輪內的低速或分離流體提供能量，以減弱由葉輪內二次流所導致的射流 - 尾跡結構，并可用于消除或解決部分負荷時 , 常發生的離心葉輪的積灰問題。通過對離心風機整機的數值試驗，發現 輪蓋開孔后，在設計點附近的風機壓力提高了約 2 ％，效率提高了 1 ％以上，小流量時壓力提高了 1.5 ％，效率提高了 2.1 ％。在設計流量和小流量時，由于輪蓋開孔形成的射流，可以明顯改善葉輪出口的分離流動，減小低速區域，降低葉輪出口處的zui高速度和速度梯度，從而減弱了離心葉輪出口處的射流—尾跡結構。此外，沿葉片表面流動分離區域減小，壓力增加更有規律。輪蓋開孔方法可以提高設計流量和小流量下的閉式離心葉輪性能和整機性能，如果結合離心葉輪自適應邊界層控制技術，有可能全面提高離心葉輪性能。