圖5是葉輪中距后盤5%葉高處的與風(fēng)機(jī)軸向相垂直的截面，用以分析不同開度機(jī)殼對葉輪和機(jī)殼內(nèi)流場結(jié)構(gòu)的影響。從圖5中易得，5%葉高處，x=0機(jī)殼中分離尺度較大的①位置有7個(gè)葉片流道存在尺度較大的分離流動(dòng)，x=1機(jī)殼僅3個(gè)葉片流道尾緣附近有少量分離存在。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，x=0機(jī)殼②位置有2個(gè)葉片流道存在流動(dòng)分離情況，但x=1機(jī)殼于5%葉高處分離流動(dòng)擴(kuò)展到4個(gè)葉片流道，且尺度明顯增大。分析原因，可能為不同開度蝸殼型線設(shè)計(jì)過程中，螺旋線部分與出口延伸段部分型線銜接不當(dāng)，導(dǎo)致②位置葉片流道出口截面積與機(jī)殼出口面積之間的面積變化率不當(dāng)，進(jìn)而影響葉片流道內(nèi)流動(dòng)情況。①位置流動(dòng)情況的改善應(yīng)為葉輪部分等熵滯止效率上升的主要原因，而②位置由于蝸舌設(shè)計(jì)而導(dǎo)致的分離流動(dòng)加劇是x=1機(jī)殼的葉輪效率和風(fēng)機(jī)整機(jī)流量隨開度變化趨勢不同其他的主要原因。
機(jī)殼開度增加時(shí)葉輪內(nèi)部流動(dòng)情況的整體改善，是葉輪效率提高的主要原因。風(fēng)機(jī)流動(dòng)情況的改善促使風(fēng)機(jī)出口摻混損失減小，進(jìn)而減小機(jī)殼對應(yīng)葉輪部分的損失。
4 結(jié)論
采用Pfleiderer機(jī)殼型線設(shè)計(jì)方法，通過改變參數(shù)x值來控制蝸殼開度，研究了蝸殼開度對離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響，結(jié)論如下：
1）應(yīng)用Pfleiderer法設(shè)計(jì)機(jī)殼時(shí)，x在0到1的取值范圍內(nèi)，所取蝸殼開度越大，風(fēng)機(jī)葉輪部分效率越高，但機(jī)殼部分損失亦同時(shí)增加。風(fēng)機(jī)流量隨開度增大的同時(shí)風(fēng)機(jī)全壓以及效率下降。
2）蝸殼開度的增加改善葉輪流道流動(dòng)，使出口更為均勻，機(jī)殼對應(yīng)葉輪部分摻混損失減小，但機(jī)殼表面積的增大帶來更大的摩擦損失。
3）機(jī)殼開度增加時(shí)，葉輪內(nèi)部流動(dòng)情況的整體改善是葉輪部分等熵效率提高的主要原因。但機(jī)殼開度的增大導(dǎo)致的機(jī)殼摩擦損失的增加造成了風(fēng)機(jī)整體效率的下降。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 周邦寧. 離心式壓縮機(jī)的最佳蝸殼設(shè)計(jì)[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 1997(10): 7-11.
[2] Stepanoff, A. J., 1957, Centrifugal and Axial Flow Pumps: Theory, Design and Application[M]. Wiley, New York.
[3] Pfleiderer, C., 1955, Die Kreiselpumpen für Flüssigkeiten und Gase, 4, Springer-Verlag[M]. Berlin.
[4] Brian de Souza, Andrew Niven, Richard McEvoy. A numerical investigation of the constant-velocity volute design approach as applied to the single blade impeller pump[J]. Journal of Fluids Engineering, 2010, 132(6): 061103-1-7.
[5] 葉增明, 朱婷婷. 離心通風(fēng)機(jī)蝸殼型線繪制方法的改進(jìn)[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 2008(5): 30-39.
[6] 葉舟, 王企鯤, 鄭勝. 離心通風(fēng)機(jī)蝸舌及出口流場的數(shù)值模擬分析[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 2008(5): 15-19.
[7] 徐長棱, 毛義軍. 離心通風(fēng)機(jī)整機(jī)三維流場的數(shù)值模擬[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 2005(5): 1-4.
[8] 陳修懷, 李嵩, 黃東濤，等.利用三維數(shù)值模擬改進(jìn)離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 2003(2): 6-8.
[9] 周莉, 張鑫. 離心壓縮機(jī)蝸殼內(nèi)部流動(dòng)的研究[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 2010(5): 5-14.
[10] CFturbo. User mamual[M]. CFturbo Software & Engineering GmbH. 2010.
[11] 孔熠. 2006版新編風(fēng)機(jī)選型設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M]. 北京: 中國知識(shí)出版社, 2006.
[12] 劉家鈺. 電站風(fēng)機(jī)改造與可靠性分析[M]. 北京: 中國電力出版社, 2002.
[13] 段江南, 蔡兆麟. 離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場模擬中的幾何建模[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 2001(6): 38-42.
[14] 程書山, 楚武利, 張浩光. 離心風(fēng)機(jī)性能及蝸殼壁面靜壓分布測試[J]. 風(fēng)機(jī)技術(shù), 2010(5): 19-21.
