多出口离心风机流量分配规律的研究

摘要

多出口离心风机可以满足多个装置的通风需要，因此研究多出口离心风机内部的流动情况和出口的流量分配规律具有十分重要的实际意义。
　　本文分别采用MRF和SMM法对出口周向均匀布置的多出口离心风机进行数值模拟，发现二者风量相差5.6％，SMM法基于瞬态模拟更加耗时。SMM法可以准确的模拟出多出口离心风机内部的流动情况，内部流动分布合理，各个出口的风量一致。采用MRF法时，发现随着蜗壳和叶轮装配角度的变化，多出口离心风机的气动性能呈周期性变化，周期为叶轮旋转一个叶道所用的时间。由于MRF法采取的是冻结转子法，只能计算在当前状态下风机的流动情况，不能考虑上一状态对该状态的影响，导致风机各个出口的风量最大差别达到7.89％。
　　在各个出口压力一致时，根据出口风量与蜗壳周向角度成比例的规律设计出多出口蜗壳，通过用SMM法计算发现风机的出口流量在不同工况下均满足设计流量比例，同时分析了设计工况下离心风机内部的流动情况，前后蜗板处存在漩涡。本文还观察了蜗壳表面的压力波动，发现蜗舌位置处的压力波动明显大于蜗壳段的压力波动，通过FFT变换得到静压脉动的频谱图，基频处和谐波附近（二倍频程）均存在峰值，同时通过优化出现最大基频峰值的蜗舌结构来降低风机的离散噪声。
　　本文还给出了满足设计流量比例时各个出口对应蜗壳周向角与出口背压的关系。增大某个出口的背压，该出口的风量降低，而该出口上游的出口风量基本不变，该出口下游的风量增加，通过增大该出口对应的蜗壳周向角度，减小该出口上游和下游出口对应的蜗壳周向角度可以满足原始的出口设计流量比例，同时发现出口的蜗壳周向角度与该出口的背压成二次曲线关系；减小某个出口的背压，该出口风量增大，该出口上游的风量基本不变，而该出口下游的风量减小，通过保持该出口上游出口对应蜗壳周向角度不变，减小该出口对应的蜗壳周向角度和增大该出口下游对应的蜗壳周向角度可以满足出口设计流量比例，同时发现此时出口对应周向角度与出口压力成线性关系。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要工作

2 多出口离心风机的数值模拟

2.1 多出口离心风机几何模型与数值计算模型

2.2 多参考系坐标法和滑移网格法计算结果的对比与分析

2.3 多参考系法模拟多出口离心风机的研究

2.4 本章小结

3 多出口离心风机的气动性能结果分析

3.1 给定流量比例下多出口离心风机蜗壳设计

3.2 多出口离心风机气动性能结果

3.3 设计工况下多出口离心风机的流动分析

3.4 蜗壳表面的压力波动

3.5 多出口蜗壳蜗舌的优化

3.6 本章小结

4 多出口离心风机流量分配规律的研究

4.1 单个出口背压增大时各个出口风量的变化规律

4.2 单个出口背压增大时蜗壳的设计规律

4.3 单个出口背压减小时各个出口风量的变化规律

4.4 单个出口背压减小时蜗壳的设计规律

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录：攻读硕士期间发表论文