无蜗壳离心风机的实验性能对比

无蜗壳离心风机的实验性能对比

无蜗壳离心风机一般多以设备冷却风扇的形式使用，具有风量大、压力高、噪声低、结构紧凑等优点，是普通轴流风机和普通离心风机无法替代的产品。鉴于无蜗壳离心风机良好的低噪声性能，目前也有厂家推出箱式无蜗壳风机用于建筑物通风换气。

蜗壳的作用：机壳的任务是将离开叶轮的气体导向机壳出口,并将气体的一部分动能转变为静压。蜗壳中不同截面处的流量是不同的,在任意截面处,气体的容积流量与位置角φ成正比。一般气流在蜗壳进口处是沿圆周均匀分布，因此在不同φ角截面上的流量q vφ可表示为q vφ=q v4

（φ/360°）。q v4为蜗壳进口处流量，通常蜗壳中速度变化不大，气体密度可认为是定值。若蜗壳的型线能保证气体自由流动，这时蜗壳壁对气流就不会发生作用，那么在不考虑粘性情况下，气体在蜗壳内的运动将遵循动量矩不变定律，即c u R=常数。

经分析得知，气体最多6次被蜗壳碰撞导至出口，蜗壳很好地收集了气体。并且气体在叶轮流向蜗壳时容积变大，一部分动能转变为静压。

离心通风机的主要功能是完成气体的输送，若无机壳就不可能实现这一功能，无蜗壳也不可能很好地实现叶轮的功效。

箱体与叶轮装配见图1和图2。其中箱体均由铝型材框架和夹心面板制成。六面体只有一面敞开，它强制气流从一个方向流出，并有消声作用。它与常规箱体机相比，其制作简单，节约空间，降低了成本。图中1020×1020×880为箱体1；1060×1027×880为箱体2。

试验采用标准出气侧试验风室，风室横截面积为３０００ｍｍ×３０００ｍｍ，风室中采用孔板测定流量，其结构如图１所示。

在上述风室装置中对７００ｍｍ后向离心叶轮的３种机型风机进行试验，３种机型的试验安装示意图如图２所示。考虑到３种机型的不同结构有不同的出口面积，采用静压数据作为测试结果进行对比。由测试结果（见图３）可以看出，普通离心风机的压力要比另外２种机型高，而且随着风量的减小，其压力的增幅加大。

产生这种性能差异的原因：空气从集流器到叶轮出口这一流动过程中３种机型没有区别，但空

气离开叶轮出口后就有明显的不同，普通离心风机中，空气在蜗壳引导下沿切向流出蜗壳，这一过程中将无用的旋转动能转化为有用的静压和动压，普通离心风机肯定要比没有蜗壳的机型压力高。当风量减小时，离心叶轮出口处会产生更高的切向速度，具有很高的旋转动能，因此普通离心风机对无蜗壳机型而言，风量减小时会获得更高的压力。对比无蜗壳离心风机和箱式无蜗壳离心风机的性能，在小风量工况和大风量工况时无蜗壳离心风机的压力稍大。箱式无蜗壳离心风机中，空气流出叶轮后在箱体中扩压整流，经箱体出口与风室的接口流入风室，而无蜗壳离心风机空气流出叶轮后直接在风室中扩压整流。相比之下，前者多了一个接口流动阻力，而阻力是流量的二次方函数，当风机在大流量工况工作时，接口阻力较大，影响了箱式无蜗壳离心风机的压力输出。在小流量工况工作时，叶轮出口的切向速度较高，此速度随着旋转半径的增大，会逐步转换成静压，无蜗壳离心风机直接在风室中扩压，风室的横截面面积比箱式无蜗壳离心风机的箱体要大得多，因此，小风量工况时无蜗壳离心风机测得的压力要比箱式无蜗壳离心风机的大。测试方法对风机性能测试结果的影响在实际使用中，无蜗壳离心风机的空气流出叶轮后进入自由大气，叶轮后没有提供扩压作用的箱体，显然出气侧风室装置试验不能模仿无蜗壳离心风机的真实应用。那么，无蜗壳离心风机在实际使用中的真实情况会如何呢？图４所示为无蜗壳离心风机进气侧风室装置第三方试验的安装简图。图５所示为无蜗壳离心风机的进气侧风室和出气侧风室的试验结果对比。由图５看出，出气侧风室测出的数据明显优于进气侧风室的测试数据，这也正好与笔者的推断相吻合。