在所研究的高壓離心風(fēng)機(jī)模型中,當(dāng)集流器參數(shù)δ=6mm、do=206mm時,離心風(fēng)機(jī)具有很好的氣動性能,其性能參數(shù)與原風(fēng)機(jī)性能參數(shù)對比如表3所示。由表3可知:設(shè)計的離心風(fēng)機(jī)在大風(fēng)量設(shè)計點(diǎn),離心風(fēng)機(jī)的風(fēng)量相比原型風(fēng)機(jī)增加了1.62m3/min,全壓相比原型風(fēng)機(jī)增加了23.69Pa,但容積效率相比原型風(fēng)機(jī)下降了1.76%;在效率極高點(diǎn),離心風(fēng)機(jī)的風(fēng)量較原型風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)與原型風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)內(nèi)有較為明顯的低速區(qū),這種流體滯留現(xiàn)象使得風(fēng)機(jī)出口的實(shí)際通流面積減小,從而影響到風(fēng)機(jī)的流量。優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)機(jī)出口的低速區(qū)基本消失,出口速度較原型風(fēng)機(jī)更為均勻。
圖14所示為優(yōu)化設(shè)計的高壓離心風(fēng)機(jī)和原型風(fēng)機(jī)出口區(qū)域的速度矢量圖。由圖14可知,在離心風(fēng)機(jī)出口不同截面位置處,原型風(fēng)機(jī)在靠近蝸舌處有回流,而優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)機(jī)在相同位置處的回流明顯減少,且優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)機(jī)在出口區(qū)域的速度分布較原型風(fēng)機(jī)更為均勻。由于風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)流道保持不變的情況下,優(yōu)化設(shè)計的風(fēng)機(jī)的流量和全壓都獲得了提升。
優(yōu)化設(shè)計的高壓離心風(fēng)機(jī)與原型風(fēng)機(jī)在平面2上的速度分布如圖15所示。由圖15可知:優(yōu)化風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的容積效率下降。
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