椭圆形进口集流器对多翼离心风机性能影响的实验研究（3）

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叶轮出口半径，．一80 mm，Z／6分别为O．1、0．3、O．5、O．7、O．9时，回转面位置处叶轮出口径向速度沿周向角的分布，其中图9a给出了监测位置．从图中可以看出：叶轮出口径向速度沿轴向分布很不均匀；靠近叶轮前端区域，气流流动情况较差(见图9b)，靠近叶轮中部以及轴盘处，气流流动情况较好(见图9d～9f)，其中周向角在O。～90。区域(主要通流区域)的叶轮出口径向速度较大，而周向角在90。区域附近，由于蜗舌的阻隔作用，径向速度出现陡降．当z／6=O．1时，改进石家庄市风机厂与原石家庄市风机厂均在90。区域附近的蜗舌下游出现了逆流气流，大部分圆周区域内的叶轮出口径向速度小于0，表明大部分叶道处于堵塞状态，叶轮通流情况较差．当Z／6=0．3时，在110。～360。区域，叶轮出口气流流动较为通畅，这一区域中改进石家庄市风机厂的叶轮出口径向速度比原石家庄市风机厂有所提高．当Z／6=O．5时，叶轮通流情况较好，圆周区域内的叶轮出口径向速度均大于0，原石家庄市风机厂在主要通流区域的O。～30。区域内气流流动情况较好，而改进石家庄市风机厂在整个区域内的气流流动情况均有所改善，有效通流面积得以增加．当Z／6=O．7，O．9时，原石家庄市风机厂与改进石家庄市风机厂的叶轮出口径向速度分布相似，这一区域的叶轮出口气流流动情况均比较好．因此．目一O。、￡．一￡，一O．067时改进石家庄市风机厂在Z／6一o．5附近的叶轮出口气流流动状况良好，石家庄市风机厂在o。～90。
区域内的叶轮出口径向速度有所提高，有效通流面积增大，从而改善了石家庄市风机厂的气动性能．图10是z肪一O．5时回转平面上叶轮速度分布云图及气流流线图．叶轮进、出口的气流流速沿周向分布不均匀，靠近蜗壳出口的流速较高，靠近蜗壳内侧区域的流速较低，蜗壳出口存在着低速区域．对于原石家庄市风机厂(见图loa)，低速区域靠近蜗舌并延伸至叶片出口，堵塞了部分叶道，从流线分布也可以看m，蜗壳出口存在回流；对于改进石家庄市风机厂f见图lOb)，低速区域在叶轮出口气流的作用下向蜗壳出口移动，回流现象有所改善，叶片有效通流面积较大，从而提高了石家庄市风机厂的气动性能．
4．5实验比较相比原石家庄市风机厂，改进石家庄市风机厂的结构增加了集流器出口面积，当L】+k为20、15、10mm时．椭圆形集流器出口面积分别增加了20．5％、15．4％、10．3％．根据￡，一曲一o．067的要求，需加工出椭圆形集流器的出口面积，该集流器(下称等面积圆形集流器)的子午型线与圆形集流器(原集流器)相同．图ll是原集流器、等面积圆形集流器在目一30。、E，=￡，一0．067以及口一O。、E．一e2—0．067时石家庄市风机厂的气动及噪声性能随转速的变化折线图．从图中可以看出：改进石家庄市风机厂的气动性能均优于原石家庄市风机厂，适当增加集流器出口面积有利于改进石家庄市风机厂的气动性能；口=o。、E。=￡：=o．067时改进石家庄市风机厂的气动性能优于等面积圆形集流器石家庄市风机厂，表明除了增加集流器出口面积之外，椭圆形集流器的形状和安装位置也是影响石家庄市风机厂气动性能的因素；口一30。^=h—o．067和日=0。、￡．一E：一O．067时改进石家庄市风机厂的噪声均低于原石家庄市风机厂，而等面积圆形集流器石家庄市风机厂的噪声却大于原石家庄市风机厂．这表明合理的椭圆形集流器形状和安装位置有利于降低石家庄市风机厂噪声，而单纯增加集流器出口面积却使石家庄市风机厂噪声有所增大．综合上述，合理的椭圆形集流器的结构、参数及安装位置有利于提高石家庄市风机厂的综合性能．
5结论
针对某一空调用双吸前向多翼离心石家庄市风机厂，设计了一种椭网形进口集流器，并实验研究了这种集流器对石家庄市风机厂气动性能与噪声的影响．实验结果表明：对于改进石家庄市风机厂，适当增加集流器出口面积有利于改进石家庄市风机厂的气动性能，但同时增加了噪声；合理的椭圆形集流器的结构、参数及安装位置有利于提高石家庄市风机厂在不同转速下的气动性能而不增加石家庄市风机厂的噪声，或在适度提高石家庄市风机厂气动性能的同时降低石家庄市风机厂的噪声．
相比原石家庄市风机厂，口=O。、￡。=￡2=O．067时椭圆形集流器可使石家庄市风机厂风量提高8．8％～12．8％，总效率提高1．7％～4．6％，噪声降低o．4～O．6 dB；口=30。、e1—0．067、￡2一O．033时椭圆形集流器可使石家庄市风机厂风量提高9．O％～11．O％，总效率提高2．5％～3．7％，噪声降低O．4～O．6 dB；p=30。、￡l=￡2一O．067时椭圆形集流器可使石家庄市风机厂风量提高2．5％～6．O％，总效率提高O．6％～1．4％，噪声降低1．2～1．5 dB．对原石家庄市风机厂及口一O。、￡1一￡2—0．067的椭圆形集流器石家庄市风机厂进行了定常数值模拟，通过比较轴向回转平面上的流动情况表明。椭圆形集流器改善了叶轮在Z／6=o．5的回转面上靠近蜗壳出口区域的流动状况，减小了旋涡区，增大了实际流动的有效通流面积，从而使石家庄市风机厂综合性能得以提高．
本文研究结果不一定是进口集流器改进的最佳结果，只是本文19个实验方案中相对最好的结果，它为改进前向多翼离心石家庄市风机厂性能提供了一条可以继续探索的途径，实验结果可为相关研究提供参考．