以耐高溫離心風(fēng)機(jī)為研究對象，利用NUMECA 軟件對其葉片進(jìn)行開縫數(shù)值模擬，結(jié)果表明，開縫對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場有一定優(yōu)化作用，并依據(jù)葉輪流場和風(fēng)機(jī)性能的改善情況，確定了較優(yōu)的開縫角度和開縫位置，在較優(yōu)開縫方案下，流體在流道出口的速度比較均勻一致，且風(fēng)機(jī)全壓提高4.25%，效率提高1.49%。當(dāng)耐高溫離心風(fēng)機(jī)流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，經(jīng)向速度mc1減小，入口相對速度與圓周切線方向的夾角小于葉片進(jìn)口角1aβ，迎角為正。

風(fēng)機(jī)屬于通用機(jī)械類。它們廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。風(fēng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)用電量約占全國總用電量的9%。針對耐高溫離心風(fēng)機(jī)具體實(shí)例，本文采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)值模擬，并利用Autogrid軟件提供的H型網(wǎng)格自動生成功能生成進(jìn)水口和葉輪的最終網(wǎng)格。目前，離心風(fēng)機(jī)在我國能源系統(tǒng)中占有很大的比重。因此，提高離心風(fēng)機(jī)的性能對于工礦企業(yè)節(jié)能增效具有重要意義。耐高溫離心風(fēng)機(jī)的節(jié)能方法主要是從運(yùn)行調(diào)整和結(jié)構(gòu)改造兩個(gè)方面進(jìn)行的，對運(yùn)行調(diào)節(jié)的研究非常廣泛；耐高溫離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)改造主要包括換流器的安裝、動靜葉的改造等，目前對風(fēng)機(jī)葉片開槽技術(shù)的研究還不多見。而且工程應(yīng)用不廣泛。清華大學(xué)等人通過對長、短葉片的開槽，使離心風(fēng)機(jī)的性能曲線變平，區(qū)變寬，使非設(shè)計(jì)性能更好。對葉片弦縫進(jìn)行了研究，改善了葉柵周圍的壓力分布，降低了總壓損失15.8%。研究了吸入點(diǎn)和回流點(diǎn)的位置，即狹縫的位置，并提出了良好的建議。楊科等人對航空工業(yè)風(fēng)力機(jī)的開槽問題進(jìn)行了研究。模擬了不同攻角下的上、下風(fēng)面開槽和自下而上的開槽。分析了不同工況下的流場和流線分布。結(jié)果表明，開槽對改善風(fēng)力機(jī)靜失速特性非常有益。

耐高溫離心風(fēng)機(jī)的傳動方式因使用場合不同而不同，離心風(fēng)機(jī)的傳動方式也不同，如圖1.2所示。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同時(shí)，大型風(fēng)機(jī)可以通過聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)直接聯(lián)接，稱為D傳動。這種傳動方式的優(yōu)點(diǎn)是可以使風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，減少機(jī)身。當(dāng)風(fēng)機(jī)是小型機(jī)器時(shí)，葉輪可直接與電機(jī)軸連接，稱為A型傳動。最后介紹了離心風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算方法，分析了瞬態(tài)計(jì)算中時(shí)間步長的選擇原則。這種傳動方式可以有效地減小風(fēng)機(jī)的體積，使風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速不同時(shí)，可采用皮帶輪變速傳動方式。耐高溫離心風(fēng)機(jī)根據(jù)具體形式可分為B、C、E、F四種，通常葉輪安裝在主軸端部。這種結(jié)構(gòu)叫做懸臂。其優(yōu)點(diǎn)是易于拆卸。對于大型單吸和雙吸離心風(fēng)機(jī)，葉輪通常放置在兩個(gè)軸承的中間。這種結(jié)構(gòu)稱為雙支承式。其優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。流量損失會降低耐高溫離心風(fēng)機(jī)的實(shí)際壓力，泄漏損失會降低風(fēng)機(jī)的流量，葉輪損失和機(jī)械損失會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)附加功率的增加，從而降低風(fēng)機(jī)的效率。流量損失氣體流經(jīng)耐高溫離心風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣室、葉輪、蝸殼和出口擴(kuò)壓器。由于氣體通道的粘性和形狀不同，在整個(gè)流動過程中存在摩擦損失和渦流損失（邊界層分離、二次流、尾流損失等）。目前，在現(xiàn)有的離心風(fēng)機(jī)損失模型中，不同部件的各種損失（如進(jìn)氣室損失、葉輪進(jìn)口氣流從軸向到徑向的損失、葉輪通道損失、蝸殼損失、變工況下葉片進(jìn)口沖擊損失）是獨(dú)立計(jì)算的。

耐高溫離心風(fēng)機(jī)的矩形截面蝸殼成型時(shí)，蝸殼側(cè)壁只需用鋼板切斷，在滾筒上滾動即可。這些空隙都將引起風(fēng)機(jī)的走漏丟失，走漏丟失一般包含外走漏與內(nèi)走漏兩種。加工制造方便。因此，選擇離心風(fēng)機(jī)常用的矩形截面蝸殼作為風(fēng)機(jī)蝸殼截面的設(shè)計(jì)依據(jù)。介紹了蝸殼型線的設(shè)計(jì)方案。采用等循環(huán)法完成了蝸殼型線的設(shè)計(jì)，選擇等邊單元法進(jìn)行了蝸殼型線的近似繪制。

耐高溫離心風(fēng)機(jī)蝸殼外形參數(shù)的選擇

蝸殼寬度的選擇和蝸殼較佳寬度的選擇并沒有給出一種固定的計(jì)算方法。建議蝸殼B的寬度為葉輪出口寬度的2-5倍[52-54]。耐高溫離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測控制和運(yùn)行優(yōu)化是建立在準(zhǔn)確的性能預(yù)測模型基礎(chǔ)上的，因此建立準(zhǔn)確的風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型具有十分重要的意義。蝸殼的寬度也可通過公式確定。由式計(jì)算的蝸殼寬度為0.069m~0.099m，b值為0.72m，為風(fēng)機(jī)葉輪出口寬度的6倍。通過對設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的建模和數(shù)值計(jì)算，當(dāng)殼體厚度為葉輪出口寬度的6倍時(shí)，效率低，流量大，總壓低。因此，根據(jù)耐高溫離心風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算和文獻(xiàn)綜述的結(jié)果，蝸殼寬度是葉輪出口寬度的4倍，即b為0.48m。