橢圓形進口集流器對多翼離心風機性能影響的實驗研究（3）

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葉輪出口半徑，．一80 mm，Z／6分別為O．1、0．3、O．5、O．7、O．9時，回轉面位置處葉輪出口徑向速度沿周向角的分布，其中圖9a給出了監測位置．從圖中可以看出：葉輪出口徑向速度沿軸向分布很不均勻；靠近葉輪前端區域，氣流流動情況較差(見圖9b)，靠近葉輪中部以及軸盤處，氣流流動情況較好(見圖9d～9f)，其中周向角在O?！?0。區域(主要通流區域)的葉輪出口徑向速度較大，而周向角在90。區域附近，由于蝸舌的阻隔作用，徑向速度出現陡降．當z／6=O．1時，改進石家莊市風機廠與原石家莊市風機廠均在90。區域附近的蝸舌下游出現了逆流氣流，大部分圓周區域內的葉輪出口徑向速度小于0，表明大部分葉道處于堵塞狀態，葉輪通流情況較差．當Z／6=0．3時，在110?！?60。區域，葉輪出口氣流流動較為通暢，這一區域中改進石家莊市風機廠的葉輪出口徑向速度比原石家莊市風機廠有所提高．當Z／6=O．5時，葉輪通流情況較好，圓周區域內的葉輪出口徑向速度均大于0，原石家莊市風機廠在主要通流區域的O?！?0。區域內氣流流動情況較好，而改進石家莊市風機廠在整個區域內的氣流流動情況均有所改善，有效通流面積得以增加．當Z／6=O．7，O．9時，原石家莊市風機廠與改進石家莊市風機廠的葉輪出口徑向速度分布相似，這一區域的葉輪出口氣流流動情況均比較好．因此．目一O。、￡．一￡，一O．067時改進石家莊市風機廠在Z／6一o．5附近的葉輪出口氣流流動狀況良好，石家莊市風機廠在o。～90。
區域內的葉輪出口徑向速度有所提高，有效通流面積增大，從而改善了石家莊市風機廠的氣動性能．圖10是z肪一O．5時回轉平面上葉輪速度分布云圖及氣流流線圖．葉輪進、出口的氣流流速沿周向分布不均勻，靠近蝸殼出口的流速較高，靠近蝸殼內側區域的流速較低，蝸殼出口存在著低速區域．對于原石家莊市風機廠(見圖loa)，低速區域靠近蝸舌并延伸至葉片出口，堵塞了部分葉道，從流線分布也可以看m，蝸殼出口存在回流；對于改進石家莊市風機廠f見圖lOb)，低速區域在葉輪出口氣流的作用下向蝸殼出口移動，回流現象有所改善，葉片有效通流面積較大，從而提高了石家莊市風機廠的氣動性能．
4．5實驗比較相比原石家莊市風機廠，改進石家莊市風機廠的結構增加了集流器出口面積，當L】+k為20、15、10mm時．橢圓形集流器出口面積分別增加了20．5％、15．4％、10．3％．根據￡，一曲一o．067的要求，需加工出橢圓形集流器的出口面積，該集流器(下稱等面積圓形集流器)的子午型線與圓形集流器(原集流器)相同．圖ll是原集流器、等面積圓形集流器在目一30。、E，=￡，一0．067以及口一O。、E．一e2—0．067時石家莊市風機廠的氣動及噪聲性能隨轉速的變化折線圖．從圖中可以看出：改進石家莊市風機廠的氣動性能均優于原石家莊市風機廠，適當增加集流器出口面積有利于改進石家莊市風機廠的氣動性能；口=o。、E。=￡：=o．067時改進石家莊市風機廠的氣動性能優于等面積圓形集流器石家莊市風機廠，表明除了增加集流器出口面積之外，橢圓形集流器的形狀和安裝位置也是影響石家莊市風機廠氣動性能的因素；口一30。^=h—o．067和日=0。、￡．一E：一O．067時改進石家莊市風機廠的噪聲均低于原石家莊市風機廠，而等面積圓形集流器石家莊市風機廠的噪聲卻大于原石家莊市風機廠．這表明合理的橢圓形集流器形狀和安裝位置有利于降低石家莊市風機廠噪聲，而單純增加集流器出口面積卻使石家莊市風機廠噪聲有所增大．綜合上述，合理的橢圓形集流器的結構、參數及安裝位置有利于提高石家莊市風機廠的綜合性能．
5結論
針對某一空調用雙吸前向多翼離心石家莊市風機廠，設計了一種橢網形進口集流器，并實驗研究了這種集流器對石家莊市風機廠氣動性能與噪聲的影響．實驗結果表明：對于改進石家莊市風機廠，適當增加集流器出口面積有利于改進石家莊市風機廠的氣動性能，但同時增加了噪聲；合理的橢圓形集流器的結構、參數及安裝位置有利于提高石家莊市風機廠在不同轉速下的氣動性能而不增加石家莊市風機廠的噪聲，或在適度提高石家莊市風機廠氣動性能的同時降低石家莊市風機廠的噪聲．
相比原石家莊市風機廠，口=O。、￡。=￡2=O．067時橢圓形集流器可使石家莊市風機廠風量提高8．8％～12．8％，總效率提高1．7％～4．6％，噪聲降低o．4～O．6 dB；口=30。、e1—0．067、￡2一O．033時橢圓形集流器可使石家莊市風機廠風量提高9．O％～11．O％，總效率提高2．5％～3．7％，噪聲降低O．4～O．6 dB；p=30。、￡l=￡2一O．067時橢圓形集流器可使石家莊市風機廠風量提高2．5％～6．O％，總效率提高O．6％～1．4％，噪聲降低1．2～1．5 dB．對原石家莊市風機廠及口一O。、￡1一￡2—0．067的橢圓形集流器石家莊市風機廠進行了定常數值模擬，通過比較軸向回轉平面上的流動情況表明。橢圓形集流器改善了葉輪在Z／6=o．5的回轉面上靠近蝸殼出口區域的流動狀況，減小了旋渦區，增大了實際流動的有效通流面積，從而使石家莊市風機廠綜合性能得以提高．
本文研究結果不一定是進口集流器改進的最佳結果，只是本文19個實驗方案中相對最好的結果，它為改進前向多翼離心石家莊市風機廠性能提供了一條可以繼續探索的途徑，實驗結果可為相關研究提供參考．