多级离心风机内部流场研究与结构优化（5）

多级离心风机内部流场研究与结构优化

3、蜗壳
蜗壳的型线形状对离心风机的内流场有着很大的影响。常用的离心通风机蜗壳的绘制方法有两种：等边基元法和不等边基元法。这两种方法都以阿基米德螺旋线方程推导出蜗壳张开度 A 的，因此，这两种方法都是以阿基米德螺线方程为基础。但在实际设计中，为了便于蜗壳成型，这两种方法都是用 4 段圆弧来近似逼近阿基米德螺线的。
等边基元法是在叶轮中央以边长 a=A/4 做正方形，并分别以 4 个不同的长度为半径做出四段圆弧。该方法所得的四个半径与阿基米德螺线有一定的误差，虽然等边基元法所绘制的蜗壳螺旋线可以将四段圆弧相切连接，但相切点并不在 90°、180°、270°位置。而且其展开线各点的半径也小于阿基米德螺线。
不等边基元法是在叶轮中央采用边长不等的 4 个正方形，并做四段不同的圆弧。由于 4 个正方形的边长不等，相切点也不在 90°,180°,270°位置，而且相邻两段圆弧间有间隙，要徒手连接。这种方法做出的蜗壳螺旋线的展开线各点的半径与阿基米德螺线相比仍具有一定误差。
2008 年，上海理工大学叶増明等人提出了一种蜗壳型线的改进方法，该方法以不等边基元法为基础，有螺旋线方程计算出蜗壳型线上五点半径，并以其中四点位置相邻两圆弧相接并相切为条件，计算出不等边基元法的 4 个正方形的边长及四段圆弧半径。该方法做出的蜗壳型线不仅能保证相接和相切点在 0°,180°,270°处，而且计算中所用的五点半径都是对数螺旋线或阿基米德螺线的精确值，因此，这种方法做出的蜗壳型线更接近对数螺旋线或阿基米德螺线。
综上所述，众多国内外学者对离心风机的内部流动和结构改进都进行了深入的研究，很多研究成果已经运用于实际中，并取得了满意的结果。而且，人们对离心风机的研究不仅仅局限于此，离心风机的节能降噪技术、轴密封技术、轴的动平衡校正技术等等都是当下研究的重点，虽然也取得了一定的进展，但是要想得到性能令人非常满意的风机，还有很长的路要走。在此同时，我们还要看到的是，虽然国内外的一些企业生产过一些多级离心风机，如图 1-1 所示，但是对多级离心风机整机内部流动的研究却相当少，国内外学者对离心风机的研究仅仅停留在单级上，对多级离心风机的研究还是一片空白。因此，掌握多级离心风机的内部流动情况，改进多级离心风机的内部结构，提高多级离心风机的性能将会成为下一个风机研究的热点。