摘要
离心风机是一种将机械能转化为气体压力能，并用来输送气体的流体机械。它广泛地应用于化工、冶金、电力等国民生产生活领域。对其进行优化设计，降低能耗，减小制造成本有着重大意义。叶轮叶片部件是风机中的关键部分，它会直接影响着风机性能，因此本文对该部分进行优化设计并进行数值模拟计算。 本文的主要研究内容与研究结果如下所示： （1）首先用有限元分析软件对风机叶轮部分进行静力分析，由等效应力云图和总变形云图可知，叶轮符合强度与刚度的设计要求。再对叶轮部分进行模态分析，得到前六阶固有频率和相应的振型图，结果表明叶轮的干扰频率小于各阶固有频率，不会有共振现象的发生。 （2）对原始风机进行Fluent数值模拟，查看静压、动压、全压云图及速度矢量图，作为后续优化的对照。选择叶片数量、叶片宽度、叶片进出口安装角和叶片厚度作为因素，进行单因素试验，对风机进行数值模拟计算，分析其对风机相关性能的影响。 （3）由单因素试验可知，叶片数量、叶片进口安装角、叶片出口安装角和叶片厚度这四个因素对风机的性能影响较大，选择它们进行正交试验分析，选取出最佳组合。最后优化后的风机风量增加了3.65%，效率提高了16.75%。 （4）对蜗舌处扩张角进行优化研究，分别选取0°、3°、6°和9°的扩张角进行数值模拟计算，经分析确定蜗舌处扩张角为9°时最优。
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