渦鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部的三居流場(chǎng)進(jìn)行模擬，探討了幾種鼓風(fēng)機(jī)幾何參數(shù)對(duì)其性能的影響1前言Blower）環(huán)形鼓風(fēng)機(jī)（RingBlower），是專門用于送、抽氣體的壓裝置，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小重量輕噪聲低、氣源純凈、耗能少、價(jià)格便宜和維修量小等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在要求中等壓力、供氣量為30~2000m3/h的使用場(chǎng)合，采用旋渦鼓風(fēng)機(jī)是十分經(jīng)濟(jì)的隨著石油化工、輕工、能源環(huán)保及食品等行業(yè)的迅速發(fā)展，它有著越來越廣泛的發(fā)展前途旋渦鼓風(fēng)機(jī)其通流部分形狀復(fù)雜，氣流呈空間的三元紊流特性旋渦鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)的氣流具有明顯的分離、旋渦等現(xiàn)象，以前很難用詳細(xì)的理論進(jìn)行分析，因此有關(guān)旋渦鼓風(fēng)機(jī)的很少?，F(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法也主要是依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到一些經(jīng)驗(yàn)公式近幾年，隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件的迅速發(fā)展，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）成為一門新興的交叉學(xué)科并得到了廣泛應(yīng)用。人們己經(jīng)認(rèn)識(shí)到，充分利用CFD和數(shù)值仿真等最新技術(shù)成果，是我國(guó)葉輪機(jī)械縮短與國(guó)際先進(jìn)水平差距的有效途徑本文結(jié)合新產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)用CFD技術(shù)對(duì)旋渦鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部的三維流場(chǎng)進(jìn)行模擬，探討了各種參數(shù)對(duì)其性能的影響，并研究了這些影響因素的作用機(jī)理。以我們開發(fā)的某旋渦壓縮機(jī)（亦為旋渦鼓風(fēng)機(jī)）為例，對(duì)其葉片形狀葉片數(shù)量以及進(jìn)出口管道等進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)模擬，計(jì)算結(jié)果給出了該機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性，為減少內(nèi)部渦流和氣流的分離提供了可視化的分析手段2旋渦鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)及數(shù)值模擬前處理該旋渦鼓風(fēng)機(jī)新產(chǎn)品的參數(shù)如下：進(jìn)口壓力=150000Pa，流量大于工質(zhì)是氫氣H2該旋渦鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示于根據(jù)數(shù)值模擬的需要，將計(jì)算域進(jìn)行了處理為流場(chǎng)區(qū)域劃分示意圖，這里將整個(gè)旋渦鼓風(fēng)機(jī)流道分為五個(gè)部分：靜止殼體外部區(qū)1，靜止流道或殼體內(nèi)2，葉輪內(nèi)3，間隙4（圖中粗實(shí)線部分），葉輪外部區(qū)5這五部分流場(chǎng)中，只有區(qū)域3定義為動(dòng)區(qū)域，其余都為靜止區(qū)域。

　　各區(qū)域單獨(dú)生成合適的網(wǎng)格，其中區(qū)域2和3，以及區(qū)域4和3之間采用滑移網(wǎng)格，動(dòng)靜中間截面的相對(duì)位置布情況，在相同半徑上，靠外圓部分的壓力比內(nèi)圓部分的高，從進(jìn)口開始沿逆時(shí)針方向壓力逐漸加，這表明旋渦鼓風(fēng)機(jī)的壓力產(chǎn)生的原理分別表示了截面15的速度矢量，可以清楚地看到當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪葉片中間的空氣受到了離心力的作用，朝著葉輪的邊緣運(yùn)動(dòng)，在那里空氣再次進(jìn)入泵體的環(huán)形空腔湘當(dāng)于離心風(fēng)機(jī)的蝸殼），然后空氣又返回葉輪（相當(dāng)于下一級(jí)離心風(fēng)機(jī)葉輪），再?gòu)娜~片的起點(diǎn)以同樣的方式進(jìn)行循環(huán)。由于空氣被多次循環(huán)加壓，相當(dāng)于在多級(jí)壓縮下，空氣以極高的能量離開鼓風(fēng)機(jī)以供使用，它所產(chǎn)生的壓力可以是同直徑離心風(fēng)機(jī)的12~中，葉道截面1的內(nèi)徑處（圖中下面部分）流體從左邊靜止流道流到右邊的葉輪流道，外徑處（圖中上面部分）流體從右邊的葉輪流道流到左邊靜止流道，這樣形成一個(gè)旋渦，旋渦的中心偏向葉輪流道的外徑側(cè)。這為葉片的設(shè)PublishingHouse.Allrightsreserved，http://www.cnki流場(chǎng)區(qū)域劃分部分之間間隙很小，只有葉輪直徑的1A000滑移網(wǎng)格模型是模擬多網(wǎng)格的流場(chǎng)中最正確的方法，盡管其計(jì)算量是最大的，但是目前的PC計(jì)算機(jī)是可以承擔(dān)的所以說采用滑移網(wǎng)格是比較現(xiàn)實(shí)的，也是合理的在這里網(wǎng)格的劃分采用非結(jié)構(gòu)化，其中計(jì)算間隙區(qū)域4的網(wǎng)格單元數(shù)為603660個(gè)，動(dòng)區(qū)域3的網(wǎng)格為261957個(gè)，靜區(qū)域2的網(wǎng)格為284676個(gè)，外流場(chǎng)區(qū)1 5的網(wǎng)格分別為145656和136532個(gè)3內(nèi)部流動(dòng)顯示及分析數(shù)值計(jì)算結(jié)果由的截面全壓等值線圖和的速度矢量圖表示，由這些圖能夠明顯地看出葉輪內(nèi)部流動(dòng)以及各截面的流動(dòng)情況是的左視圖，表示了流動(dòng)中間截面的相對(duì)位置，流體從垂直圖面的進(jìn)口管進(jìn)入，依次通過截面1 23456，最后從有傾斜度的出口管流出。表示了葉輪內(nèi)壓力分截面5速度矢量計(jì)提供了可視的數(shù)據(jù)，也為下面葉片形狀影響流體流動(dòng)的機(jī)理提供了說明。其他截面與截面1類似，如的葉道截面5（內(nèi)徑邊在圖中上面部分）4葉輪及出口管結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響4.1葉片數(shù)z的影響表示了葉片數(shù)z的影響因?yàn)樵撔郎u鼓風(fēng)機(jī)葉輪直徑較小，考慮到機(jī)械加工的問題，只研究了葉片數(shù)為18和24這兩種方案從的壓力、效率曲線來看，葉片數(shù)對(duì)效率的影響比較小，而對(duì)壓力影響比較大，尤其是在小流量部分更為明顯從流量0~0.7m3/min范圍來看，18個(gè)葉片優(yōu)于24個(gè)葉片。這一結(jié)果比文葉片數(shù)對(duì)性能的影響的次數(shù)）決定的。Z值小時(shí)，葉片對(duì)氣流的引導(dǎo)作用較小，且葉片與氣體進(jìn)行能量交換的機(jī)會(huì)較少，壓力系數(shù)j不高；而當(dāng)z加到一定值后，葉片的阻塞作用強(qiáng)，葉片沿程損失加，于是壓力系數(shù)j和效率Z都下降4.2葉片形狀的影響葉片形狀是旋渦鼓風(fēng)機(jī)的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)表示了三種葉片：直葉片、前彎葉片和三維葉片。常用的直葉片和前彎葉片不是三維葉片，在軸面A-A截面的形狀是由直線組成；而三維葉片在軸面A-A截面的形狀是由曲線組成不同葉片形狀獻(xiàn)