低噪风机设计方法及其应用

随着现代生活对节能、环保要求日益提高，对开发高效、低噪风机的呼声也日益强烈，因为这对低噪风机设计和风机噪声控制都有重要意义。直到90年代初期，工程上一直采用传统设计方法，即用一维或二维理想流处理加上一些设计参数的经验选择，而不考虑风机各个部件之间相互影响(包括间隙影响)的设计方法。其中对离心风机只分别设计叶轮和蜗壳，对轴流风机只分别设计动叶和静叶。

虽然用这种方法也有不少产品具有接近当时国际水平的综合性能(即兼顾效率、噪声、工艺、尺寸、寿命、高效工作区)，至今仍占领着中国的风机市场，但这些产品的开发不仅耗去大量钱财和时间，而且如仍用这种传统的设计方法，进一步提高性能的潜力已很小，因此必须充分利用现代科技手段，全面考虑风机内部三维、粘性流动，考虑部件耦合影响的整机优化设计，发展一种新的现代设计方法。

设计方法基本内容：
1.改进的工程设计方法(主要是影响气动性能的很多设计准则和过去有很大不同，它由下述数值模拟结果确定)给出综合性能较好的风机通道型线；
2.风机整机数值模拟(包括各旋转及静止部件，且考虑间隙影响)三维粘性流动，来分析比较其内部流场，为改进设计提供依据，同时进行优化计算，好中选优。优化目标是在满足风量和风压的前提下，效率越高越好。这里采用的计算软件为目前计算流体力学使用最多、最先进的商用软件FLUENT6.1；
.样机现场性能试验来检验及修正设计改进数值模拟方法，使性能预估和实测结果吻合。经过这样多次循环，最后获得高性能的风机产品。一般来说，从提出设计参数，到研制成高效低噪风机样机的总周期为3～6月。

应该指出，这种方法目前只能优化设计和预估风机气动性能，不能预估噪声，而该方法中的改进工程设计已考虑到低噪声的设计要求，这样，一般而言，高效率就意味着低噪声。课题组用此方法已为国内外众多企业开发了多个高性能的离心和轴流风机系列，也为国外一些企业预估离心和轴流风机气动和噪声性能，整机性能预估均和实验结果符合很好，设计工况的全压或静压误差小于3～5％，效率误差小于2～3％。

应用说明：目前已与北京西山风机厂、美国GE公司、鞍山风机二厂等企业联合研制产品。合作方式：针对研发风机产品，厂方提出设计参数和要求达到的技术指标，课题组提供设计技术并给出风机的气动力设计图，样机制作和试验，可以双方合作或由一方负责，直到样机达到设计要求，完成新产品开发，厂方需提供课题组开发研究费用。如双方密切配合，开发一个新产品的周期约为3～6个月。 关键词：高效低噪风机风机噪声预估