各級葉輪采用不同葉片數時風機內部流動分析

     在三級離心風機中，當各級葉輪的葉片數不同時，其內部流動既有相似點又有不同點，分析如下：
圖 5-7、圖 5-8 所示分別為葉片數組合為（12,18,24）及（24,18,12）時，風機子午面上的靜壓云圖和速度云圖。由圖可知，在同一臺風機中，各級葉輪葉片數不同時，氣體在葉片數大的葉輪進口處的速度大于葉片數小的速度。而在組合不同的風機中，根據圖上數據顯示，當葉片數組合為（12,18,24）時風機內部出現的最高靜壓力比（24,18,12）時數值大，最高速度相等。同時對比發現兩者之間靜壓力和速度的分布存在差別，組合為（24,18,12）時第一級葉片進口處的靜壓力低于進口管道的靜壓力，而（12,18,24）時該處的靜壓力與管道內的靜壓力相等。同時由于（24,18,12）風機第一級葉輪的葉片數為 24，該級葉輪進口附近氣體的速度比組合為（12,18,24）時大。且第三級葉片數為 24時氣體在蝸殼內的流動比葉片數為 12 時好。
葉片數組合為（12,18,24）、（24,18,12）時，各級葉輪截面靜壓及速度等值線圖如圖5-9、圖 5-10、圖 5-11、圖 5-12 所示。
通過比較分析，得到以下結論：
石家莊風機1、風機的三級葉輪采用的葉片數逐級遞增時，靜壓力在各級葉輪進口處的分布有微小差別，葉片數的增大，使各級葉輪葉片與葉片之間的空間逐漸變小，從而使單條葉 道進口處形成的低壓區域面積逐級遞減，氣體進入葉道的通道減小，使氣體出現擠壓的現象越來越嚴重。同時由于葉道變小，氣體在葉輪出口形成的高速區面積也變小。當各級葉輪葉片數遞減時，此規律正好相反。
2、風機的三級葉輪采用的葉片數逐級遞增與逐級遞減兩種情況下的內部流動有較大差異，主要體現在第三級葉輪內部，當葉片數為（12,18,24）時，第三級葉輪部分葉片在流道出口處壓力面側出現較大的靜壓，這對葉片的強度和壽命都有很大影響，而在（24,18,12）時不存在此現象。另外在兩種組合下，第三級葉輪內部都存在低速區，但（24,18,12）組合時的低速區面積較小，出現的位置也與（12,18,24）組合不同，同時葉道內出現較大面積的高速區域。
圖 5-13 所示為葉片數組合為（12,18,24）及（24,18,12）時各級葉輪截面的速度矢量圖，由圖看出這兩種葉片數組合在第一級的氣體流動因葉片數的不同而有些許的不同，葉片數多時氣體在葉道內比較收縮，而葉片數相同的第二級流動規律類似。在第三級，兩種組合下葉輪內部氣體的流動方向有顯著差異，當組合為（12,18,24）時，第三級葉輪內部出現大量氣體倒流，倒流的氣體在葉輪進口處周向旋轉，進入其他葉道，而在（24,18,12）時在該處沒有發生氣體倒流，氣體進入葉道比較順暢，只有少量的漩渦存在。
圖 5-14 為兩種葉片數組合下三級葉輪葉片壁面的靜壓分布，從數值上看（12,18,24）組合時風機的最下靜壓力和最大靜壓力值都比（24,18,12）大，但后者在第三級的葉片末端所受的靜壓力較為平均，而前者則差距較大。從該圖也可看出，任何組合任一級的葉片壓力面所受靜壓都比吸力面大。
圖 5-15、圖 5-16 分別給出了（12,18,24）和（24,18,12）時蝸殼截面的速度矢量圖，通過比較發現兩者在蝸殼內的最大流速都出現在蝸殼出口處的外壁側，但前者的流速比后者大，在蝸殼截面的 a 處，前者流動順暢，無氣體回流發生，但后者在該處卻發生了大規模回流，且回流直接延續到蝸殼最小端，這大大降低蝸殼的通流能力，最終將導致風機效率降低。
5.1.3 其他葉片數組合風機內部流動
     觀察其他葉片數組合風機的內部流動發現，不同的葉片數組合對風機前兩級葉輪的內部流動影響不大，但對第三級葉輪內部流動的影響比較顯著，在葉片數組合為（24,18,12）時，第三級內的流動與其他組合有較大區別，該組合下低速區域面積明顯減小，且在葉輪內部沒有出現大量的氣體回流，只有葉片入口的少量漩渦，氣體進入葉道較為順暢。除此之外，其他 10 種葉片數組合，第三級都出現較大面積的低速區域，氣體也發生嚴重倒流，但發生的位置隨著組合的不同而不同。