离心风机的气动设计

       风机是一个流量大、全压低、比转速特高的后向风机，从风机气动设计经验来看，这是一个选择离心或轴流风机均可的设计参数，但用户由于空间位置的限制，一定要选用双吸离心风机。由于这种特高比转速风机流量特大，所以叶轮进口直径很大，初步气动设计表明，其叶轮进出口直径比接近0.8，而风机实际使用的叶轮直径为3m，一端放置电机不会影响进口的进风量，这样只需计算将总流量的一半作为设计流量的单吸离心风机。

       根据Eck理论、风机气动设计、整机流场数值模拟、变工况性能数值预估以及小比转速设计流量的选择等经验，九洲风机认为用户设计要求会带来以下几个需要解决的问题。

       1、特高比转速带来的特大流量、低全压使叶轮进口直径和宽度增大、叶轮通道变短，这样进风口出口段、叶轮进口段和叶轮内流动扩压增大，同时也使蜗壳螺旋角和宽度增大，不仅使蜗壳流道内的扩压增大，扩压引起分离，会大大降低叶轮效率，也使蜗壳和进风口损失增大，很难有好的风机性能。同时，由于分离流严重，必须采用RNG湍流模式数值模拟，即使这样，性能预估的精度也大为下降，增加了气动设计和优化的困难。

       2、对于高比转速风机，如采用用户要求的设计流量进行设计，设计工况的效率不是最高，最高效率点的流量比设计流量低，变工况曲线向小流量偏移，大流量性能差，所以需要提高设计流量来进行气动设计，我们称它为选择流量设计，选择流量设计的好处是比一般按用户设计流量设计可增多叶轮进口直径和叶片出口角2个优化参数。对于特高比转速风机带来的这种性能曲线偏移更大，但缺乏这种选择流量设计的经验，数值模拟精度又不够，不仅增加气动设计和优化的难度，也特别需要性能试验来提供数据。

       3、风机设计中，需要的几个重要的经验设计参数如进口加速系数、进口角、叶轮进出口宽度、叶轮前盘、进风口圆弧和蜗壳螺旋角等会有很大不同，特别是进口加速系数会很小，但我们缺乏特大比转速风机的设计经验，不敢冒然使用，但又必须开创先例，否则就没有特色。

       据此，九洲风机觉得至少要做两轮样机设计和试验，首轮设计可以大胆一些，多开创一些先例，由试验结果考核，第二轮设计前一定要很好地总结，才能得到性能较好的样机。