浅谈无蜗壳风机研发中存在的问题

摘 要：目前来看，对于无蜗壳风机的使用越来越多，并且对于无蜗壳风机的研究也越来越深入。但是在对无蜗壳风机进行研究的过程中也发现了相关的问题，主要是：市场上的两种无蜗壳风机之间辨别很难；采取进气实验的方法所得到的出口总压强以及效率的数值偏大；采用旋转无叶的扩压器可以提高机器的性能，但是在使用过程中缺乏定量的数据进行详细的说明。本文主要是通过相关的实验以及调查对上述的问题提出一些看法以及意见。

关键词：无蜗壳风机；研发；问题

现阶段，对于无蜗壳风机的研究时间还很短暂，并且在国内外，对于该项机器的研究都很缺乏，并且在现在的市场上，有关的无蜗壳风机的机器性能还不够完善，因此还有很多地方需要进行进一步的改进与完善。本文主要就国内现今关于无蜗壳风机的发展现状进行研究，对于研究过程中出现的种种问题予以透彻的分析，并且给出了解决这些问题的对应措施，以此为今后的无蜗壳风机的应用提供借鉴，从而使我国的无蜗壳风机研究朝着更深远的方向发展。

一、国内关于无蜗壳风机的研究现状

一般来说，无蜗壳风机在空调以及制冷系统中的使用比较广泛，但这里的其实是离心风机的结构，没有蜗壳。[ 1 ]目前市场上主要有两种类别不同的无蜗壳风机：一种是叶轮出口气流并且在其中没有其他的遮挡，直接流入到大气之中；另一种是将无蜗壳风机放入到一个有进出口的箱体之中，和箱体一体作为一个风机的产品。可以看出来，后者的机器性能是和箱体的质量有关，并且它在和箱体实现统一之后，它的性能与原来相比较差别很大。

另外，对于无蜗壳机器的测试以及评估的问题还不够完善。这是因为它的设计中除去了蜗壳的设计，因此在对其进行性能测试时大多采用的是进气实验，并且按照规定风机的出口气压为大气压的数值，出口的计算速度就取叶轮进行旋转时的平均速度。这种规定的前提是出口的流动速度均匀，并且一般的离心风机从蜗壳出流时是基本符合的。但在无蜗壳风机之中，由于叶片的两侧是压力边以及吸力边，因此这两侧流动的压强以及速度都不相同，并且在吸力边的出口还出现分离，在出口后可能还会引起卷吸的现象，因此，它的出口流动速度是不够均匀的。并且在无蜗壳风机的进口处以及出口处之间需要一个挡板将其进行分开，一般来说，这个挡板的位置是比较靠近叶轮的出口处的，这种设置也势必会使出口流动的不均匀性加强。[ 2 ]

并且，无蜗壳风机还有一个显著问题，即关于无叶扩压器的问题。由于无蜗壳风机缺少蜗壳，因此它的叶轮出口的速度不能被有效的利用，主要是作为损失被处理的，因此，风机的效率以及压强都很低。但是如果将叶轮的出口的前后盘进行延长设置，以此来形成一个不断旋转的无叶扩压器，在这个扩压器的范围之中，流动的面积不断增大并且流动的速度下降、压强提升，这样的话，其出口处的流动就会区域均匀，且对于压强以及效率都有很大提高。[ 3 ]但是，在无蜗壳风机中引入无叶扩压器，可能会使壁面的摩擦加大，最终的结果如何，还没有一个确切的定论。

二、解决无蜗壳研发中出现的问题的相关措施

（一）关于两种无蜗壳风机的区分问题

上文中所提到的两种无蜗壳风机，有些公司或者在一些研究文章中，将其统一称为无蜗壳风机，但是这两种风机在性能、结构以及使用上都完全不同，因此将其全部统称为无蜗壳风机既不确切，也容易使人们对其产生混淆。因此，本文建议将放在箱体中的无蜗壳风机称为无蜗壳箱式风机，将直接使用，也就是没有使用箱体的无蜗壳风机称为无蜗壳风机，这样可使人们更易对两种无蜗壳风机进行辨别。[ 4 ]

（二）对于无蜗壳风机的性能以及预估问题

在这里讨论的无蜗壳风机都是没有箱体的。有研究表明，在对无蜗壳风机进行进气实验时，气室壁面在其中就是影响的壁面，因此没办法将其进行去除。因此，在实际测试的过程中所得到的实际测量结果将会比该机器的实际性能高出很多。但是如果在进行进气实验时，采用管道进气的试验，就不会受到壁面的影响，而由于叶轮出口的流动速度不均匀性对于性能的影响不大，只能提高机器的性能约百分之一。因此，本文建议不要在无蜗壳风机进气试验中采用气室法，而改用管道法，这样会取得更好的进气效果。[ 5 ]

（三）无叶扩压器的使用

在风机中使用无叶扩压器是出现上世纪研发的一款前向的风机之中，后来经过不断的研究发展，其在后向风机中也得到广泛的运用。但是由于国外专利的保护，因此在无蜗壳风机中采用无叶扩压器还未出现。并且从研究的层面来看，在无蜗壳风机中使用无叶扩压器会对性能的提高程度缺乏有效的、准确的数据。另外，随着在其中使用的无叶扩压器的形状的增大，因此无蜗壳风机的压强以及效率都会得到单调的提升，而两种的出口压强以及静压差别会下降，因此出口处的流动会更加均匀。因此，可以说，在无蜗壳风机中引入无叶扩压器的使用有很好的发展潜力，其应用效果会比一般的离心风机的效果要好得多。

三、结语

近年来，对于无蜗壳风机的研发取得了很多进展，并且对其研究越来越深入。但是，就总体的情况来看，由于我国进行无蜗壳风机的研发时间还比较短，并且在国外这方面的相关研究也比较匮乏，因此国内进行此项研究缺乏借鉴学习的对象，任何方面都需要国内研究人员自己进行摸索，因此在研究方面增加了很大的难度。

总的来看，目前，我国对于无蜗壳风机的研发已取得了一系列的进展，同时在空调系统得到了更加广泛的应用，包括空调系统末端的空调箱和净化机组及风机墙等等，因此，在进行研发的过程中，相关的研究人员要大胆创新，对于研究中所遇到的问题要予以及时的解决，只有这样才能促进我国无蜗壳风机在更广的领域得到更好的应用与发展。

参考文献：

[1] 曹雷，邹建煌，刘中杰.基于CFD模拟分析的风机风道优化设计[J].制冷技术，2014，05：62-66.

[2] 本刊讯.风机吹出绿色节能风——记2015中国制冷展[J].风机技术，2015，02：6-12.

[3] 何源，桂荔，王灿星.离心通风机气动噪声研究现状与分析[J].风机技术，2014，05：72-79.

[4] 李艳，赵忖，卢傅安，任刚.变螺旋角方法离心风机蜗壳型线数值优化[J].应用力学学报，2012，04：398-403+484-485.

[5] 李嵩，朱之墀.风机气动性能数值模拟的地位和技巧（一）[J].风机技术，2013，05：74-79.

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