高壓離心風機集流器內(nèi)部流動的分析
在所研究的高壓離心風機模型中，當集流器參數(shù)δ=6mm、do=206mm時，離心風機具有很好的氣動性能，其性能參數(shù)與原風機性能參數(shù)對比如表3所示。由表3可知:設(shè)計的離心風機在大風量設(shè)計點，離心風機的風量相比原型風機增加了1.62m3/min，全壓相比原型風機增加了23.69Pa，但容積效率相比原型風機下降了1.76%;在效率極高點，離心風機的風量較原型風機增加了0.42m3/min，內(nèi)效率較原型增加了1.31%。
優(yōu)化設(shè)計的高壓離心風機與原型風機在平面1上的速度云圖如圖13所示。由圖13可知，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的風機在葉輪出口區(qū)域的速度增加。在靠近蝸舌的出口區(qū)域，原型風機內(nèi)有較為明顯的低速區(qū)，這種流體滯留現(xiàn)象使得風機出口的實際通流面積減小，從而影響到風機的流量。優(yōu)化設(shè)計的風機出口的低速區(qū)基本消失，出口速度較原型風機更為均勻。
圖14所示為優(yōu)化設(shè)計的高壓離心風機和原型風機出口區(qū)域的速度矢量圖。由圖14可知，在離心風機出口不同截面位置處，原型風機在靠近蝸舌處有回流，而優(yōu)化設(shè)計的風機在相同位置處的回流明顯減少，且優(yōu)化設(shè)計的風機在出口區(qū)域的速度分布較原型風機更為均勻。由于風機流量取決于出口區(qū)域的流體速度與流道截面積，因此在風機流道保持不變的情況下，優(yōu)化設(shè)計的風機的流量和全壓都獲得了提升。
優(yōu)化設(shè)計的高壓離心風機與原型風機在平面2上的速度分布如圖15所示。由圖15可知:優(yōu)化風機在葉輪右側(cè)前端的速度獲得了提升，減小了前端氣體的湍流，增加了葉輪做功能力，從而使得風機的效率獲得提升;但與此同時，由于軸向間隙的增大和出口直徑的減小，風機中由蝸殼經(jīng)集流器與葉輪間環(huán)狀間隙泄露的流量也較原型有所增加，風機的容積效率下降。
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