橢圓形進口集流器對多翼離心風(fēng)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(zhuǎn)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(jiān)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(qū)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。～90。區(qū)域(主要通流區(qū)域)的葉輪出口徑向速度較大，而周向角在90。區(qū)域附近，由于蝸舌的阻隔作用，徑向速度出現(xiàn)陡降．當(dāng)z／6=O．1時，改進石家莊市風(fēng)機廠與原石家莊市風(fēng)機廠均在90。區(qū)域附近的蝸舌下游出現(xiàn)了逆流氣流，大部分圓周區(qū)域內(nèi)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(tài)，葉輪通流情況較差．當(dāng)Z／6=0．3時，在110。～360。區(qū)域，葉輪出口氣流流動較為通暢，這一區(qū)域中改進石家莊市風(fēng)機廠的葉輪出口徑向速度比原石家莊市風(fēng)機廠有所提高．當(dāng)Z／6=O．5時，葉輪通流情況較好，圓周區(qū)域內(nèi)的葉輪出口徑向速度均大于0，原石家莊市風(fēng)機廠在主要通流區(qū)域的O。～30。區(qū)域內(nèi)氣流流動情況較好，而改進石家莊市風(fēng)機廠在整個區(qū)域內(nèi)的氣流流動情況均有所改善，有效通流面積得以增加．當(dāng)Z／6=O．7，O．9時，原石家莊市風(fēng)機廠與改進石家莊市風(fēng)機廠的葉輪出口徑向速度分布相似，這一區(qū)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(fēng)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(fēng)機廠在o。～90。
區(qū)域內(nèi)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(fēng)機廠的氣動性能．圖10是z肪一O．5時回轉(zhuǎn)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(nèi)側(cè)區(qū)域的流速較低，蝸殼出口存在著低速區(qū)域．對于原石家莊市風(fēng)機廠(見圖loa)，低速區(qū)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(fēng)機廠f見圖lOb)，低速區(qū)域在葉輪出口氣流的作用下向蝸殼出口移動，回流現(xiàn)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(fēng)機廠的氣動性能．
4．5實驗比較相比原石家莊市風(fēng)機廠，改進石家莊市風(fēng)機廠的結(jié)構(gòu)增加了集流器出口面積，當(dāng)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(jù)￡，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(fēng)機廠的氣動及噪聲性能隨轉(zhuǎn)速的變化折線圖．從圖中可以看出：改進石家莊市風(fēng)機廠的氣動性能均優(yōu)于原石家莊市風(fēng)機廠，適當(dāng)增加集流器出口面積有利于改進石家莊市風(fēng)機廠的氣動性能；口=o。、E。=￡：=o．067時改進石家莊市風(fēng)機廠的氣動性能優(yōu)于等面積圓形集流器石家莊市風(fēng)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(fēng)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(fēng)機廠的噪聲均低于原石家莊市風(fēng)機廠，而等面積圓形集流器石家莊市風(fēng)機廠的噪聲卻大于原石家莊市風(fēng)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(fēng)機廠噪聲，而單純增加集流器出口面積卻使石家莊市風(fēng)機廠噪聲有所增大．綜合上述，合理的橢圓形集流器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及安裝位置有利于提高石家莊市風(fēng)機廠的綜合性能．
5結(jié)論
針對某一空調(diào)用雙吸前向多翼離心石家莊市風(fēng)機廠，設(shè)計了一種橢網(wǎng)形進口集流器，并實驗研究了這種集流器對石家莊市風(fēng)機廠氣動性能與噪聲的影響．實驗結(jié)果表明：對于改進石家莊市風(fēng)機廠，適當(dāng)增加集流器出口面積有利于改進石家莊市風(fēng)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(jié)構(gòu)、參數(shù)及安裝位置有利于提高石家莊市風(fēng)機廠在不同轉(zhuǎn)速下的氣動性能而不增加石家莊市風(fēng)機廠的噪聲，或在適度提高石家莊市風(fēng)機廠氣動性能的同時降低石家莊市風(fēng)機廠的噪聲．
相比原石家莊市風(fēng)機廠，口=O。、￡。=￡2=O．067時橢圓形集流器可使石家莊市風(fēng)機廠風(fēng)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(fēng)機廠風(fēng)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(fēng)機廠風(fēng)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(fēng)機廠及口一O。、￡1一￡2—0．067的橢圓形集流器石家莊市風(fēng)機廠進行了定常數(shù)值模擬，通過比較軸向回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)面上靠近蝸殼出口區(qū)域的流動狀況，減小了旋渦區(qū)，增大了實際流動的有效通流面積，從而使石家莊市風(fēng)機廠綜合性能得以提高．
本文研究結(jié)果不一定是進口集流器改進的最佳結(jié)果，只是本文19個實驗方案中相對最好的結(jié)果，它為改進前向多翼離心石家莊市風(fēng)機廠性能提供了一條可以繼續(xù)探索的途徑，實驗結(jié)果可為相關(guān)研究提供參考．