多級離心風機內部流場研究與結構優化（5）

多級離心風機內部流場研究與結構優化

3、蝸殼
蝸殼的型線形狀對離心風機的內流場有著很大的影響。常用的離心通風機蝸殼的繪制方法有兩種：等邊基元法和不等邊基元法。這兩種方法都以阿基米德螺旋線方程推導出蝸殼張開度 A 的，因此，這兩種方法都是以阿基米德螺線方程為基礎。但在實際設計中，為了便于蝸殼成型，這兩種方法都是用 4 段圓弧來近似逼近阿基米德螺線的。
等邊基元法是在葉輪中央以邊長 a=A/4 做正方形，并分別以 4 個不同的長度為半徑做出四段圓弧。該方法所得的四個半徑與阿基米德螺線有一定的誤差，雖然等邊基元法所繪制的蝸殼螺旋線可以將四段圓弧相切連接，但相切點并不在 90°、180°、270°位置。而且其展開線各點的半徑也小于阿基米德螺線。
不等邊基元法是在葉輪中央采用邊長不等的 4 個正方形，并做四段不同的圓弧。由于 4 個正方形的邊長不等，相切點也不在 90°,180°,270°位置，而且相鄰兩段圓弧間有間隙，要徒手連接。這種方法做出的蝸殼螺旋線的展開線各點的半徑與阿基米德螺線相比仍具有一定誤差。
2008 年，上海理工大學葉増明等人提出了一種蝸殼型線的改進方法，該方法以不等邊基元法為基礎，有螺旋線方程計算出蝸殼型線上五點半徑，并以其中四點位置相鄰兩圓弧相接并相切為條件，計算出不等邊基元法的 4 個正方形的邊長及四段圓弧半徑。該方法做出的蝸殼型線不僅能保證相接和相切點在 0°,180°,270°處，而且計算中所用的五點半徑都是對數螺旋線或阿基米德螺線的精確值，因此，這種方法做出的蝸殼型線更接近對數螺旋線或阿基米德螺線。
綜上所述，眾多國內外學者對離心風機的內部流動和結構改進都進行了深入的研究，很多研究成果已經運用于實際中，并取得了滿意的結果。而且，人們對離心風機的研究不僅僅局限于此，離心風機的節能降噪技術、軸密封技術、軸的動平衡校正技術等等都是當下研究的重點，雖然也取得了一定的進展，但是要想得到性能令人非常滿意的風機，還有很長的路要走。在此同時，我們還要看到的是，雖然國內外的一些企業生產過一些多級離心風機，如圖 1-1 所示，但是對多級離心風機整機內部流動的研究卻相當少，國內外學者對離心風機的研究僅僅停留在單級上，對多級離心風機的研究還是一片空白。因此，掌握多級離心風機的內部流動情況，改進多級離心風機的內部結構，提高多級離心風機的性能將會成為下一個風機研究的熱點。