5-51離心風機是廣泛應用的一種機械，它的工作原理是將機械能轉(zhuǎn)化成氣體的壓力能，進而排送氣體，在建筑業(yè)、鋼鐵業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有應用。金屬葉輪是離心風機的重要組成部分，對于離心風機的安全運行和性能起著決定作用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及技術(shù)的發(fā)展，老舊的離心風機已經(jīng)不能適應現(xiàn)代化發(fā)展的需要。因此，對5-51離心風機進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為了人們廣泛關(guān)注的問題。LiJingyin對有無進氣箱的軸流風機進行了數(shù)值分析，并著重分析了進氣箱內(nèi)部的流動對軸流風機效率下降的影響。離心風機結(jié)構(gòu)優(yōu)化對金屬葉輪的穩(wěn)定運行起著重要的推動作用。

本文通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響進行研究，主要通過各部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行的作用作簡要分析，以達到為保證金屬風機的平穩(wěn)運行提供理論支持的目的。離心風機和金屬葉輪互相影響，互為補充。金屬葉輪是離心風機的重要組成部分，在一定程度上決定著離心風機的性能。同時，離心風機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化又促進了葉輪的平穩(wěn)運行。對于重要和安裝要求高的風機，有必要設(shè)計和制作一個專用表架配合百分表進行測量，5-51離心風機主要由抱箍、角鋼表架等組成。離心風機廣泛應用于鍋爐引風、中央空調(diào)系統(tǒng)等多個領(lǐng)域，為人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利。然而離心風機也會造成大量的能源消耗，必須實現(xiàn)對離心風機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以保證金屬葉輪的平穩(wěn)運行，達到節(jié)約能源的目的。

針對5-51離心風機有無進氣箱兩種結(jié)構(gòu)形式，建立了兩種計算模型，利用CFX 軟件對兩種模型進行數(shù)值模擬，研究其內(nèi)部三維流場特性，基于數(shù)值模擬結(jié)果分析了進氣箱對離心風機的性能影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明：加進氣箱后，離心風機的全開流量與壓力有所降低，縮短了有效工作區(qū)域；在5-51離心風機內(nèi)部葉輪進口處產(chǎn)生渦旋現(xiàn)象，堵塞了葉輪流道，使風機的效率和壓力降低。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗測試值對比是比較吻合。進氣箱是離心風機重要的組成部分，主要應用于大型離心風機與雙吸離心風機。進氣箱在其出口處氣體發(fā)生近90°轉(zhuǎn)彎，內(nèi)部流場十分復雜，并造成很大的流動損失。其出口速度的不均勻性對5-51離心風機性能影響明顯，有必要對其特性進行研究。（2）在振動比較明顯的管段上加裝管道減震器，使管道與風機殼體呈柔性連接，減小或緩沖振動。A.G.Sheard通過研究加進氣箱的通風機，在5-51離心風機葉輪進口加導流板控制葉輪進口的非均勻氣流，結(jié)果表明在葉輪進口加導流板能夠提高風機的全壓，并得出了葉片根部斷裂的原因。使用三維粒子動態(tài)分析儀（3D-PDA）對大型風機進氣箱內(nèi)部三維氣體流場進行測量，揭示了其內(nèi)部流動的基本特征，為了解進氣箱流場結(jié)構(gòu)和流動機理提供了依據(jù)。

以5-51離心風機蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來優(yōu)化蝸殼型線，并用試驗證明了良好的蝸殼型線不僅能提高風機效率及全壓，還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢；4）相比于無進氣箱的情況下，加進氣箱后，風機隨流量的增加，噪聲提升的更快，且在大流量區(qū)明顯高于不帶進氣箱的噪聲。BEENA等[11]通過應用層次分析法（AHP），對蝸殼的重要幾何參數(shù)進行了優(yōu)先排序，闡明了各參數(shù)對離心風機性能的影響;5-51離心風機采用3種不同流量的五孔探頭，測量了風機蝸殼內(nèi)流體的三維流動，得出傳統(tǒng)一維蝸殼型線設(shè)計方法忽略了風機內(nèi)部嚴重的泄漏情況，應根據(jù)流體實際流動進行修正的結(jié)論。本文在傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計理論基礎(chǔ)上，以某抽油煙機用多翼離心風機為研究對象，

5-51離心風機采用動量矩修正方法對其進行性能優(yōu)化。并考慮粘性應力的作用對原有k-ε計算模型進行修正，以期提高數(shù)值計算結(jié)果的準確度，為CFD數(shù)值模擬預測風機性能的可靠性提供參考。多翼離心風機由進口集流器、葉輪及蝸殼組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其設(shè)計轉(zhuǎn)速n=1200r/min，設(shè)計流量Qv=0.15m3/s，主要尺寸參數(shù)為：5-51離心風機蝸殼寬度b1152mm，葉輪內(nèi)徑1D210mm,葉輪外徑2D246mm，葉片進口安裝角178A，葉片出口安裝角2160A，葉片圓弧半徑r14mm，葉片數(shù)z60。集流器的結(jié)構(gòu)形式對氣流的流動損失以及金屬葉輪的平穩(wěn)運行都有很大影響，因此對集流器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是非常重要的。為了提供更好的來流條件，給定較為準確的邊界條件，本研究在利用Solidworks軟件對風機進行三維建模時，分別將進風區(qū)域和出風區(qū)域進行延長處理，以保證進出口氣體的流動充分發(fā)展。另外，為了方便模型的建立，在盡量減小數(shù)值模擬誤差的前提下對電動機結(jié)構(gòu)進行一定程度的簡化，