离心风机蜗壳的优化设计

ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ ａ ｎ． ｆ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ； ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ； ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｏ 引 言
蜗壳 作 为离 心 风 机 的一个 固定 部 件 ，它 的作 用 是将 离开 离 心叶 轮后 的气流 成 功地 导 向蜗壳 的 出 口 ， 同时将转 换 部分 动 压 为 静 压 。 由于 蜗壳 内流 动 的复 杂 性 ，不 可 避免 地 造 成 气 流 的 流 动损 失 ，这 会 对 离 心 风机 的整 体性 能有 所影 响 。为 了提高 风机 的性 能 ， 目前 国内外 都有 关 于 蜗 壳优 化 的研 究 ，如 文 献 ［ １ ］ 提 到 了一 种 改变 蜗壳 横 截 面形 状 的方 法 ，文 献 ［ ２］ 和文 献 ［ ４ ］ 中提 出 了 ２种 新 的设 计 蜗 壳 型线 的方 法 。 文献 ［ ３ ］ 提到 了 １种加 装 防涡圈 的方 法 。文 献 ［ ５ ］ 总 结 了对 哪些 几何 参数 的改变会 影 响到蜗 壳 的性 能 等 。 可 以看 出 ，对 蜗 壳性 能 有 影 响 的 参 数很 多 ，即 使 对
Ｏ ｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕｔ ｅ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ａ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ
ＷＥ Ｎ Ｑ ｉ ａ ｎ ， Ｃ ＨＵ Ｗｕ — ｌ ｉ （ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ａ ｌ ｌ ７ １ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
到 的 新 蜗 壳 形 线 用 在 原 风机 上 后 ， 重新进行数值模拟 ， 结 果 表 明其 性 能 有 所 提 高 。对 比改 进 前 后 蜗 壳 内 的 气 流 流 动 情 况， 分析影 响离心风机性能的内在因素 。
关键 词 ： 离心风机 ； 蜗壳； 优 化
中图分 类 号 ： Ｕ ６ ６ ４ ． ５＋１ 文献 标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２— ７ ６ ４ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ ０ ８ ６— ０ ４ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ４ ０ ４ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ７ ６ ４ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ｌ ８
摘 要 ： 利用流体 力学专业计算软件 Ｎ Ｕ ＭＥ Ｃ Ａ， 绘制离 心风机 几何图形 ， 并对 离心 风机进行数 值模 拟。以蜗
壳 外 周 形 线 的 一 维 设 计 方法 （ 等环量法） 为基础 ， 考虑 气体黏 性 因素的影 响 ， 对 原 蜗 壳 的外 形 线 设 计 进 行 修 正 。 把 得
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： ＮＵＭ ＥＣＡ ａ ｓ ａ ｐ ｒ ｏ ｆ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｌｕｉ ｆ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ， ｉ ｔ ｉ ｓ ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｄ ｒ ａ ｗ ａ ｎ ｄ
于 同一个 参 数 ，改进 方 法 也 并 不 唯 一 。本 文在 一 维 设 计理论 基 础上 ，试 图 寻找 到一 种 新 的 蜗壳 外 形 线
的优化方法。
１ 对 蜗 壳 进 行 优 化
ｍｏ ｍｅ ｎ ｔ ｕ ｍ ，ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ， ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ． Ｔｈｅ ｍｏ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ， ｉ ｔ ｓ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｈａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ． Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌｏ ｗ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｍｏ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｔ ｈｏ ｕ ｔ ｍｏ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｗｈｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｐｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ
ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｏ ｎ ｅ — ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ａ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ： ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ
第３ ６卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 ２月
舰
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船
科
学
技
术
Ｖｏ １ ． ３ ６， Ｎｏ ． ２ Ｆｅ ｂ．，２ ０１ ４
Ｓ ＨＩ Ｐ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
离 心风 机 蜗 壳 的 优 化 设 计
文 乾， 楚 武 利
（ 西 北工 业 大学 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ２ ）