引風(fēng)機(jī)蝸殼優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究進(jìn)展橫截面面積的圓周變化、橫截面形狀、橫截面的徑向位置、蝸殼入口位置、蝸舌的結(jié)構(gòu)是蝸殼的五個(gè)主要幾何參數(shù)。其中蝸舌的位置、角度和形狀，在避免內(nèi)部沖擊、減少分離損失和降低噪聲等方面起著重要的作用。蝸殼的各幾何參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的影響并不是獨(dú)立的，它們之間既相互關(guān)聯(lián)，又相互影響，因此，在確定這些幾何參數(shù)時(shí)要進(jìn)行考慮。采用數(shù)值計(jì)算與響應(yīng)面法相結(jié)合的手段對(duì)蝸殼的三個(gè)主要幾何參數(shù)(蝸殼出口的擴(kuò)張角、葉輪的露出長(zhǎng)度、蝸舌間隙)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明通過優(yōu)化蝸舌間隙和葉輪的露出長(zhǎng)度，不僅可以提高風(fēng)機(jī)的效率，還可以降低風(fēng)機(jī)的A聲級(jí)噪聲。按一維設(shè)計(jì)理論(等環(huán)量法)蝸殼型線應(yīng)為一條對(duì)數(shù)螺旋線。通過對(duì)方程的簡(jiǎn)化處理，引風(fēng)機(jī)按照等邊基元法和不等邊基元法可以快速完成蝸殼型線的繪制。引風(fēng)機(jī)采用改進(jìn)的等邊基元法繪制離心風(fēng)機(jī)的蝸殼型線，通過數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明采用改進(jìn)的等邊基元法繪制蝸殼型線，不僅可以提高離心風(fēng)機(jī)的效率，還可以降低風(fēng)機(jī)的噪聲。在蝸殼型線一維設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，通過考慮氣體粘性因素的影響，對(duì)風(fēng)機(jī)原外殼進(jìn)行了改進(jìn)。通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了引風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)，這是研究離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的兩種主要方法。研究結(jié)果表明，通過考慮氣體粘性，對(duì)蝸殼型線進(jìn)行改進(jìn)，可以減小蝸殼內(nèi)的流動(dòng)損失，提高風(fēng)機(jī)的效率。

這些方法往往需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和重復(fù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，建模周期長(zhǎng)，成本高，存在風(fēng)機(jī)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)使用不足，造成信息資源浪費(fèi)等問題。近年來，隨著人工智能算法的發(fā)展，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模方法逐漸應(yīng)用于風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)。基于引風(fēng)機(jī)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，提出了一種基于模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離心風(fēng)機(jī)建模方法。該方法取得了一定的效果。然而，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模所需的數(shù)據(jù)量大，建模周期長(zhǎng)，建模數(shù)據(jù)分布不優(yōu)化，可能導(dǎo)致建模數(shù)據(jù)過度集中，容易陷入局部較優(yōu)。.大型離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)方法，采用LSSVM算法和引風(fēng)機(jī)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)建立性能預(yù)測(cè)模型，引風(fēng)機(jī)采用LHS方法保證建模數(shù)據(jù)在建模區(qū)間內(nèi)均勻分布，提高模型的通用性。離心風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)采集是建立離心風(fēng)機(jī)模型的基礎(chǔ)，因此有必要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來采集必要的離心風(fēng)機(jī)模型數(shù)據(jù)。影響離心風(fēng)機(jī)性能的輸入變量很多，忽略了二次變量的影響。影響離心風(fēng)機(jī)性能的主要變量是進(jìn)口壓力、進(jìn)口溫度、進(jìn)口流量和轉(zhuǎn)速。選擇出口壓力作為衡量離心風(fēng)機(jī)性能的指標(biāo)。其中蝸舌的位置、角度和形狀，在避免內(nèi)部沖擊、減少分離損失和降低噪聲等方面起著重要的作用。為了提高模型的通用性，避免局部建模，采集的訓(xùn)練和測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)均勻分布在風(fēng)機(jī)的整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)。lhs采用分層采樣，將采樣間隔均勻劃分為若干等分，并在每個(gè)部分隨機(jī)采集數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)分布的均勻性，避免了數(shù)據(jù)過度集中。

引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣箱出口處（葉輪進(jìn)口處）水平橫向截面速度的矢量圖及云圖，從圖中可以看出，雖然其出口幾何結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，然而在出口處其流速為不均勻分布，靠進(jìn)氣方向處流速較高，被進(jìn)氣方向速度較低，氣流經(jīng)彎頭轉(zhuǎn)彎后，流速分布比較紊亂，從而使得進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪的流速不均勻，與文獻(xiàn)的研究結(jié)果一致，這是導(dǎo)致離心風(fēng)機(jī)效率低的原因之一。通過對(duì)樣機(jī)計(jì)算結(jié)果與原始測(cè)量數(shù)據(jù)的比較，詳細(xì)分析了SSTK-U湍流模型的精度，為離心風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算選擇湍流模型提供了良好的參考。

進(jìn)氣箱內(nèi)的流動(dòng)損失

進(jìn)氣箱的流動(dòng)損失可以通過數(shù)值模擬計(jì)算分析，為理論研究提供參考，其大小為進(jìn)氣箱出口截面的動(dòng)壓乘以損失系數(shù)。由于進(jìn)氣箱出口速度大致與葉輪的進(jìn)口速度一樣。

進(jìn)氣箱對(duì)離心風(fēng)機(jī)性能的影響可知在進(jìn)氣箱出口與引風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口處存在渦旋現(xiàn)象，研究中發(fā)現(xiàn)該渦旋與流量大小有關(guān)，在大流量區(qū)渦旋不明顯，且位于進(jìn)氣箱側(cè)的葉輪葉套的進(jìn)口處，隨著流量的減小，渦旋形狀更加的明顯，并向進(jìn)氣箱出口方向B側(cè)偏移?？梢钥闯?，原始風(fēng)機(jī)葉輪流道內(nèi)靠近出口處形成渦旋，主要原因是葉片出口附近存在較為嚴(yán)重的邊界層分離現(xiàn)象。引風(fēng)機(jī)葉片表面存在附面層，隨著葉輪旋轉(zhuǎn)，吸力面和壓力面附面層的結(jié)構(gòu)和形態(tài)是不同的。但是，由case1和case2和case3計(jì)算的值之間存在一些差異。