多翼离心风机蜗壳小型化设计数值研究

doi:10.3901/JME.2021.09.175

机械工程学报 ›› 2021, Vol. 57 ›› Issue (9): 175-182.doi: 10.3901/JME.2021.09.175

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多翼离心风机蜗壳小型化设计数值研究

蒋博彦¹, 肖千豪¹, 杨筱沛¹, 诸永定², 王军¹

1. 华中科技大学能源与动力工程学院武汉 430074;
2. 宁波方太厨具有限公司宁波 315336

收稿日期:2020-08-07 修回日期:2021-01-28 出版日期:2021-05-05 发布日期:2021-06-15
通讯作者: 王军(通信作者)，男，1963年出生，博士，教授，博士研究生导师。主要研究方向为流体机械复杂内流理论与试验、气动声学及噪声控制技术。E-mail：wangjhust@163.com
作者简介:蒋博彦，男，1992年出生，博士研究生。主要研究方向为叶轮机械设计、优化及非定常流动。E-mail：jiangby_hust@163.com
基金资助:
国家重点研发计划专项资助项目（2017YFC0211505）。

Numerical Study on Downsizing Design of Multi-blade Centrifugal Fan Volute

JIANG Boyan¹, XIAO Qianhao¹, YANG Xiaopei¹, ZHU Yongding², WANG Jun¹

1. School of Energy and Power Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074;
2. Ningbo Fotile Kitchen Ware Co., Ltd, Ningbo 315336

Received:2020-08-07 Revised:2021-01-28 Online:2021-05-05 Published:2021-06-15

摘要/Abstract

摘要： 为减小多翼离心风机蜗壳小型化过程中对风机气动性能造成的损失，在蜗壳单侧切割的基础上，提出一种等比例组合式切割策略。以某烟机用多翼离心风机的螺旋形蜗壳为研究对象，对相等宽度缩减率下基于该组合式切割法所得方案、单侧切割方案、收缩型方案以及原型机展开数值模拟，并对不同方案的内流及全工况气动性能展开详细对比分析。结果表明各小型化策略对风机不同流量工况下压力和效率的影响不尽相同，其中组合式切割策略可有效削弱单侧切割深度过大对风机性能的负面影响，对应方案的气动性能在所有蜗壳小型化方案中综合最佳。与蜗壳型线曲率连续的收缩型方案相比，该组合式切割所得型线非连续方案的叶轮效率、蜗壳静压转换能力相对于原型机的降幅反而更小，具有明显性能优势。

关键词: 多翼离心风机, 蜗壳, 小型化设计, 数值计算, 气动性能

Abstract: In order to reduce the aerodynamic performance degradation caused by the downsizing of the multi-blade centrifugal fan volute, a combined cutting strategy with equal depth proportions is proposed on the basic of the single-sided cutting method. Taking the spiral volute of a multi-blade centrifugal fan used in range hoods as the research object,the schemes obtained by the combined cutting method, the single-sided cutting method, the shrinking method and the prototype fan are numerically investigated, and detailed comparative analysis of their internal flow and aerodynamic performance is then carried out under full working conditions. It is illustrated that different downsizing strategy had varying impacts on the fan pressure and efficiency in different flow-rate. The combined cutting strategy weakened the negative effect caused by the excessive cut depth during single-sided cutting, reached a best comprehensive aerodynamic performance among all volute downsizing schemes. Compared with the shrinking scheme with a continuous curvature volute profile, the discontinuous volute obtained by the combined cutting achieved a smaller decline in the impeller efficiency and the static pressure recovery capacity relative to the prototype fan, lead to an distinct performance advantage.

Key words: multi-blade centrifugal fan, volute, downsizing design, numerical simulation, aerodynamic performance

中图分类号:

TH432

蒋博彦, 肖千豪, 杨筱沛, 诸永定, 王军. 多翼离心风机蜗壳小型化设计数值研究[J]. 机械工程学报, 2021, 57(9): 175-182.

JIANG Boyan, XIAO Qianhao, YANG Xiaopei, ZHU Yongding, WANG Jun. Numerical Study on Downsizing Design of Multi-blade Centrifugal Fan Volute[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2021, 57(9): 175-182.

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Numerical Study on Downsizing Design of Multi-blade Centrifugal Fan Volute

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