在總結(jié)以往研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以5-51風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，利用NUMECA軟件對(duì)不同的葉片開(kāi)槽方案進(jìn)行了模擬，比較了不同方案下的風(fēng)機(jī)性能優(yōu)化，并結(jié)合分布確定了葉片開(kāi)槽的較佳參數(shù)。葉輪內(nèi)部流場(chǎng)。本文對(duì)5-51風(fēng)機(jī)原葉輪開(kāi)槽前的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，風(fēng)扇葉片通道的吸力面發(fā)生了邊界層分離，形成了一個(gè)較大的渦流區(qū)。后半段通道內(nèi)，吸力面邊界層分離較為嚴(yán)重，高速氣流占整個(gè)通道寬度的65%左右。因此，可以通過(guò)在容易發(fā)生邊界層分離的葉片端部開(kāi)一個(gè)小間隙來(lái)防止邊界層分離的產(chǎn)生和發(fā)展，從而使流經(jīng)該間隙的部分流體能夠吹走吸入面出口附近的流體。以往的研究表明，狹縫的大小對(duì)氣流有很大的影響，但在粉塵環(huán)境中，狹縫過(guò)?。íM縫寬度約為2 mm）可能會(huì)被堵塞而失去其功能，這限制了該技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。因此，為了確保5-51風(fēng)機(jī)不發(fā)生堵塞，開(kāi)口處有足夠的間隙。考慮到工程實(shí)踐中操作的方便性，用A的變化來(lái)表示縫的位置，用B的變化來(lái)控制縫角的大小。A風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為146A，B風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為145。比較采用A/C（c為葉片弦長(zhǎng)）與B/C的無(wú)量綱形式。在計(jì)算和優(yōu)化槽位和槽角時(shí)，采用了固定一個(gè)比例和調(diào)整另一個(gè)比例的方法。

5-51風(fēng)機(jī)高速流體和低速流體相互拉動(dòng)，導(dǎo)致動(dòng)能損失較大，再加上二次流的阻礙，葉輪的流動(dòng)質(zhì)量大大降低，這種結(jié)構(gòu)非常不利于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。葉片切縫后，流道出口附近的速度梯度更加平衡，沒(méi)有回流。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)槽道的流動(dòng)可以將吸入面出口附近的流體吹走，這不僅避免了流出的現(xiàn)象，而且還將低速流體吸入吸入吸入面，改善了葉輪內(nèi)部的流場(chǎng)。（2）通過(guò)觀察原型風(fēng)機(jī)和斜槽風(fēng)機(jī)葉片通道的流線圖，可以看出設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的長(zhǎng)、短葉片吸力面分離較弱，但沒(méi)有強(qiáng)渦流區(qū)。結(jié)果表明，當(dāng)裂縫正好位于上邊界層剝離的前端時(shí)，效果較佳。相比之下，5-51風(fēng)機(jī)葉片入口（段）開(kāi)口間隙的速度沒(méi)有顯著變化。葉片出口發(fā)生了巨大變化。葉片出口處的速度分布變得更加均勻，而原葉輪出口處的速度從吸入側(cè)到壓力側(cè)變化很大，說(shuō)明槽達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)化目的。

（1）通過(guò)數(shù)值模擬研究了開(kāi)槽對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響。結(jié)果表明，開(kāi)槽有利于提高風(fēng)機(jī)的性能，對(duì)風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)有很大的影響。

（2）開(kāi)槽參數(shù)a/c=1.67，b/c=0.169時(shí)，風(fēng)機(jī)性能相對(duì)較佳，風(fēng)機(jī)總壓提高4.25%，效率提高1.49%。

（3）5-51風(fēng)機(jī)葉片切縫后，通過(guò)切縫的流體能有效防止葉片表面附面層脫落，減少流動(dòng)損失，當(dāng)切縫位置與附面層分離前沿對(duì)齊時(shí)，效果佳，使轉(zhuǎn)輪出口流速更加均勻。

（4）本文所得到的較佳插削參數(shù)只能從有限的方案中選取，可能會(huì)錯(cuò)過(guò)較佳插削角度和位置，有待進(jìn)一步研究。

5-51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(guò)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。增大前向離心風(fēng)機(jī)葉片的出口安裝角，不僅可以提高風(fēng)機(jī)的總壓，而且可以增加噪聲，降低風(fēng)機(jī)的效率。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(guò)對(duì)方程的簡(jiǎn)化處理，5-51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。5-51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(guò)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(guò)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)。研究結(jié)果表明，通過(guò)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。