探讨了流场仿真技术在空调器风机系统优化设计中应用的可行性并对柜式空调器室内离心风机系统的内部流动特性作了基于仿真计算结果的分析,其中的一些观点已得到了实验验证.

介绍了以SolidWorks2007为开发平台以Visual C++6.0为编程语言实现离心通风机蜗壳三维实体参数化造型的方法使设计者能够运用该方法对复杂的三维实体进行参数化设计提高了风机蜗壳设计效率和精度.

为了探究蜗壳对某斜流压气机气动性能以及内部流动的影响规律,本文建立了三种数值模拟计算域方案,对不加蜗壳和加装蜗壳压气机进行稳态流动仿真。结果表明加装蜗壳后,压气机压比增大,其主要原因是轴流段扩压器内总压损失减小;蜗壳内不均匀的压力分布使得压气机出口形成周向压力畸变,部分扩压器叶片前缘攻角增大,流向逆压力梯度增大,吸力面出现高熵区,气流更容易分离,从而使得失速发生在更大流量工况下,喘振边界向大流量方向移动;蜗壳对压气机堵塞边界没有产生明显影响。

为研究双吸双流道泵的固液两相流动规律,本文基于CFD性能预测方法,计算泵在不同沙粒直径、不同沙粒浓度、不同流量工况的内部流动规律与外部特性曲线,并与单相流进行对比分析。研究结果表明：含沙多相流,流道中的压力梯度更大,压差分布更明显;流道内的脱流损失更严重,漩涡区域更明显,叶轮出口与蜗壳进口的动静耦合作用更剧烈;固相颗粒主要集中在叶轮的上下盖板处以及靠近蜗壳出口侧的流道区域;叶轮流道进口处的颗粒相对较少,出口处的颗粒相对较多;颗粒直径的变化对固相的离析作用明显,随着泥沙直径与流量的增大,泵的进出口总压差减小,随着泥沙浓度的增大,泵进出口总压差增大。

吸油烟机蜗壳设计不合理会产生出风不均的噪声,影响产品的心理声学舒适性。本文介绍了吸油烟机用离心蜗壳的设计方法;分析了离心蜗壳产生出风不均的原因;通过仿真分析提出了减弱离心蜗壳出风不均的优化设计方案。实测数据显示,在维持出口流量和出口全压不变的情况下,采用新设计蜗壳出风不均声音得到了改善,同时蜗壳进出风口的噪声声压级平均降低了1.2dB（A）。

针对雷诺数对压缩机性能的影响，本文分别对两组带蜗壳的离心压缩机模型级进行了数值研究，得出设计转速下特性曲线的变化规律；并对雷诺数变化（20倍左右）时蜗壳内的流场变化进行了重点分析。研究结果表明，雷诺数的改变使得压缩机模型级各部件的流动特性均有显著改变，直接影响效率等气动性能参数。

基于数值方法，以一台单级离心压缩机为研究对象，对其圆截面外蜗壳的型线进行了改进研究。主要措施有：改进蜗壳横截面积沿圆周角的变化规律，以改善蜗壳入口流场的均匀性，降低蜗壳截面最大通流速度；减小蜗舌处蜗壳的横截面积，从而减少蜗壳内通流气体总量，减小蜗壳总流动损失。数值计算结果表明，改进后蜗壳自身气动性能得到明显提升，蜗壳入口流场得到改善，在设计流量下，蜗壳多变效率提高了8.04%，压缩机级多变效率提高了1.26%。

为探索蜗壳与叶轮轴向相对位置对多翼离心风机气动性能的影响,在保持其它参数不变的情况下,分别对仅改变蜗壳前端面与叶轮前盘间距、仅改变蜗壳后端面与叶轮后盘间距的改造风机进行数值计算,然后选取2个阶段中性能较好的方案进行组合从而确定最佳的蜗壳与叶轮轴向相对位置。研究结果表明:当叶轮出口宽度和蜗壳总宽度的相对值为0.81时其气动性能最佳,与原风机相比,效率提高了2.34%,静压提高了3.61%,噪声下降0.75dB。

为提高空气净化器中离心风机的风量,提出了一种基于Kriging近似模型和遗传算法的优化方法,采用正交试验的设计方法对蜗壳的出口扩张角θ、蜗舌半径r、蜗舌间隙t进行25组方案设计,并采用ANSYSFLUENT对25组蜗壳方案进行定常数值模拟,选取风机系统的风量作为优化设计目标,建立了风量与蜗壳的3个参数之间的Kriging近似模型,并用遗传算法对近似模型进行寻优,得到最优的蜗壳参数。通过对优化后的蜗壳进行仿真实验,风量提高了19.683%,同时对比优化前后的风机内部速度、总压等参数的分布,优化后的蜗壳内部速度分布更加合理,在蜗舌处的流动损失较小。提出的蜗壳优化方法对提高离心通风机性能提供了有效参考。