摘要
离心风机在电力、冶金、建筑、环保和航空航天等领域具有广泛的应用，当前对离心风机的研究主要集中在提高额定工况的性能等方面，实际情况中离心风机受到管路系统和选型设计的影响往往偏离额定工况而低效运行。因此，为了满足离心风机各工况下的运行需求，提升离心风机效率和经济效益，通过前导器调节离心风机各工况下的运行状况具有十分重要的研究意义。 本文基于流体运动基本方程和数值模拟，在现有轴向前导器和无叶前导器的基础上提出了一种新型调节方式：混合前导器调节。并对轴向前导器和混合前导器的性能以及两者调节离心风机的能力和节能效果进行了一系列分析研究。主要研究内容和结论如下： （1）混合前导器结合轴向前导器调节和无叶前导器调节的特点，将两种调节方式同时应用于风机进口管道。基于轴向前导器和无叶前导器提出的混合前导器结构新颖且体积较小，调节简单易于操作。 （2）通过旋绕系数和阻力系数定量分析前导器对气流的调节能力和内部流场。切向前导器的角度在15°和20°时，混合前导器的阻旋比最优。切向前导器叶片数量是6个时，混合前导器的调节性能最好。混合前导器(0°~50°-5°~45°)的最大阻力系数为1.688，相较轴向前导器最大阻力系数2.624下降了35.7%。 （3）轴向前导器出口速度场分布不均匀，叶片角度较大时气流高速区集中在管道壁面处，且管道中心有较大面积的低速区。混合前导器在切向角度较大时出口速度分布较均匀，高速区集中在管道中心，管道内部的低速区面积相较轴向前导器显著减小。 （4）混合前导器调节的离心风机比轴向前导器调节的离心风机效率更高、高效区更宽、工作范围更大，且将系统效率不低于70%的工作范围扩大了7%。 （5）混合前导器调节的离心风机最高运行效率工况下的风机蜗壳、叶轮不同叶高截面和叶间通道处的静压更稳定，速度分布更均匀，叶片尾缘处的流动分离现象相较轴向前导器得到了显著的改善。 （6）当qv/qvA=0.75时，混合前导器调节的G4-73-11No.25D离心风机(730rpm)相较轴向前导器调节每年可节省47万kW?h的电量和32.89万元的电费。 综上所述，混合前导器调节的离心风机性能改善明显，风机效率更高、高效区更宽、节能效果显著。混合前导器调节具有重要的研究意义和工程实用价值。
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