曲面蜗壳对多翼离心风机气动噪声影响的数值和实验研究

马彦鹏; 彭小康; 田晨晔; 蒋济武; 何新奎; 刘小民

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (10) : 106 -116.

马彦鹏, 彭小康, 田晨晔, 蒋济武, 何新奎, 刘小民

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摘要

针对多翼离心风机进气端气流转向造成的进气不均匀以及蜗舌间隙回流现象，以集成灶用双吸式多翼离心风机蜗壳为研究对象，提出了一种曲面蜗壳的优化方法并对其通流截面进行了参数设计。由原蜗壳型线与叶轮外径共同确定曲面蜗壳的积叠线，通过在蜗壳周向各通流截面上构建由3段圆弧形成的圆弧形通流截面型线，对蜗壳轴向切除部分进行几何重构，沿积叠线完成曲面蜗壳构型。采用数值模拟方法对优化的多翼离心风机的气动性能及噪声进行了研究，并结合蜗壳加工工艺要求制作了实验测试样机。考虑到集成灶用多翼离心风机实际的运行工况，在工作风量工况条件下，通过实验测量验证了曲面蜗壳对多翼离心风机气动性能及其噪声水平的改进效果。结果表明，当曲面蜗壳风机与原型风机的工作风量相同时，曲面蜗壳风机的噪声降低了6.4 dB,功率降低了4.6%。基于多翼离心风机内部流场数值计算结果分析，采用曲面蜗壳减小了蜗壳轴向气流交界处的速度梯度，抑制了蜗壳出口及蜗舌附近高湍动能区域的扩散，减弱了蜗壳出口气流与蜗舌的周期性相互作用，有效降低了多翼离心风机的气动噪声水平。研究为多翼离心风机内部流动控制和增效降噪设计提供了理论基础和实践经验。