如何提高离心通风机的叶轮（二）

2 　改善离心通风机内叶轮流动的方法

叶轮是离心风机的心脏，离心风机叶轮的内部流动 是一个 非常复杂的 逆压过程 ， 叶轮的高速旋转和叶道复杂几何形状都使其内部流动变成了非常复杂的三维湍流流动 。由于压差，叶片通道内一般会存在叶片压力面向吸力面的二次流动，同时由于气流 90 °转弯，导致轮盘压力大于轮盖压力也形成了二次流，这一般会导致叶轮的轮盖和叶片吸力面区域出现低速区甚至分离，形成射流—尾迹结构 ^[17] 。由于射流—尾迹结构的存在，导致离心风机效率下降，噪声增大。为了改善离心叶轮内部的流动状况，提高叶轮效率，一个重要的研究方向就是采用边界层控制方式提高离心叶轮性能，这也是近年的热点研究方向。

理论和试验都表明，离心叶轮的射流尾迹结构随着流量减小更加强烈，而且小流量时，尾迹处于吸力面，设计流量时，尾迹处于吸力面和轮盖交界处。为了提高设计和小流量离心通风机效率， 2008 年，田华等人提出了叶片开缝技术 ^[22] ，该技术提出在 叶轮轮盖与叶片之间 叶片尾部处开缝， 引用叶片压力面侧的高压气体吹除吸力面侧的低速尾迹区， 直接给叶轮内的低速流体提供能量。最终得到 在设计流量和小流量情况下，叶轮开缝后叶片表面分离区域减小，整个流道速度和叶轮内部相对速度分布更加均匀，且最大绝对速度明显减小的结果。这种方法改善了叶轮内部流场的流动状况，达到了提高离心叶轮性能和整机性能的效果，而且所形成的射流可以吹除叶片吸力面的积灰，有利于叶轮在气固两相流中工作。

3　 结论

综上所述 , 近年来 对离心 通 风机叶轮内部流动的研究取得了明显进展 , 有些研究成果已经应用到实际设计中，并获得令人满意的结果。目前 , 对离心通风机叶轮内部流动的研究仍是比较活跃的研究领域之一 ，笔者认为可在如下方面进行进一步研究：

（ 1 ）如何将近似模型方法在通风机方面的应用进行更深入的研究，结合已有的叶片设计技术，探索更加高效快速的优化设计方法；

（ 2 ）如何将 串列叶栅 、轮盖开孔和叶片开缝等离心叶轮自适应边界层控制技术结合起来，在全工况范围内改善离心 通 风机叶轮的性能，提高离心风机的效率；

（ 3 ）考虑非定常特性的设计方法研究。目前，研究离心 通 风机叶轮内部的流动均仍以定常计算为主，随着动态试验和数值模拟的发展 , 人们对于叶轮机械内部流动的非定常现象及其机理将越来越清楚 , 将非定常的研究成果应用于设计工作中是非常重要的方面。