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針對(duì)中央空調(diào)中廣泛使用的多翼離心風(fēng)機(jī)，設(shè)計(jì)了一種新結(jié)構(gòu)的橢圓形進(jìn)口集流器，實(shí)驗(yàn)研究了這種集流器對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響．研究結(jié)果表明：適當(dāng)增加集流器出口面積有利于改進(jìn)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能，但同時(shí)噪聲有所提高；相比傳統(tǒng)集流器，具有合理參數(shù)及安裝位置的橢圓形集流器能夠更好地提高風(fēng)機(jī)的綜合性能．當(dāng)橢圓形集流器的偏心角目為o。、偏距比el和e2均為O．067時(shí)，風(fēng)機(jī)在變轉(zhuǎn)速工況范圍內(nèi)的風(fēng)量增加了8．8％～12．8％，總效率提高了1．7％～4．6％，噪聲降低了O．4～O．6 dB；當(dāng)日為30。、e1和￡2均為O．067時(shí)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量增加了2．5％～6．O％，總效率提高了0．6％～1．4％，噪聲降低1．2～1．5 dB．實(shí)驗(yàn)結(jié)果為改進(jìn)前向多翼離心風(fēng)機(jī)的性能提供了一條可以繼續(xù)探索的途徑，也可為完善該類風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法提供參考．前向多翼離心風(fēng)機(jī)(下面簡(jiǎn)稱多翼風(fēng)機(jī))廣泛應(yīng)用于家用電器、空氣調(diào)節(jié)及各種通風(fēng)換熱等場(chǎng)合，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能降噪具有現(xiàn)實(shí)意義．文獻(xiàn)[1]表明，多翼風(fēng)機(jī)的內(nèi)部氣流流動(dòng)是一種復(fù)雜的三維非對(duì)稱流動(dòng)，而集流器起著引導(dǎo)氣流均勻進(jìn)入葉輪的作用，所以集流器結(jié)構(gòu)參數(shù)將影響著風(fēng)機(jī)的性能[2-s3；文獻(xiàn)[4—5]通過改進(jìn)集流器結(jié)構(gòu)使風(fēng)機(jī)內(nèi)部氣流流動(dòng)得以改善，從而達(dá)到提高風(fēng)機(jī)性能、降低噪聲的目的；文獻(xiàn)[6—7]研究表明，集流器偏心安裝有助于提高風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能．多翼風(fēng)機(jī)廣泛采用進(jìn)、出口截面均為圓形的進(jìn)口集流器，這種在圓周方向上的對(duì)稱結(jié)構(gòu)未必適用于葉輪進(jìn)口的非對(duì)稱流場(chǎng)，而研究中也多采用結(jié)構(gòu)完全對(duì)稱的圓形集流器，很少涉及非完全對(duì)稱集流器．為此，本文以中央空調(diào)中廣泛使用的多翼風(fēng)機(jī)為對(duì)象，設(shè)計(jì)了一種橢圓形進(jìn)口集流器，同時(shí)實(shí)驗(yàn)研究了這種集流器對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響．
1橢圓形進(jìn)口集流器設(shè)計(jì)
1．1雙吸前向多翼離心風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖1是雙吸前向多翼離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)．風(fēng)機(jī)由進(jìn)口集流器、葉輪和蝸殼組成，集流器中心與葉輪轉(zhuǎn)軸中心重合，葉片之間通過外徑處的邊框來固定．風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示．．2橢圓形進(jìn)口集流器設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的集流器進(jìn)、出口截面一般為圓形，本文設(shè)計(jì)的橢圓形集流器的出口截面如圖2b所示，圖中集流器子午面型線不變，集流器出口的圓形截面對(duì)稱分為兩半，兩圓心分別為Ol、Q，兩半圓之間通過直線連接，形成類橢圓結(jié)構(gòu)．定義01到葉輪中心0的距離為偏距L，，02到0的距離為偏距L：，橢圓形集流器長(zhǎng)軸與y軸的夾角為偏心角口，葉輪旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较颍畬?shí)驗(yàn)中不改變橢圓形集流器的短軸長(zhǎng)度，偏心角口、偏距比￡-=L-／Dz和￡2一L2／D：作為設(shè)計(jì)參數(shù)．
2實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方案
2．1實(shí)驗(yàn)裝置中央空調(diào)廣泛采用變轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)來控制送風(fēng)量[8]．本文實(shí)驗(yàn)中風(fēng)機(jī)運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速為988 r／min，變轉(zhuǎn)速時(shí)取700 r／min、800 r／min、900 r／min、988 r／min、1 100 r／min，同時(shí)保持蝸殼與電機(jī)之間的相對(duì)位置不變，保持葉輪與集流器軸向間隙不變，最后測(cè)量風(fēng)機(jī)在進(jìn)、出口全開狀態(tài)下的性能．包括電機(jī)功耗在內(nèi)的風(fēng)機(jī)總效率叩定義為^^n訂一筍×100％‘Wtotal式中：△A為風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口全壓差；Q為風(fēng)機(jī)的容積流量；Wtotal為電機(jī)功耗和風(fēng)機(jī)功率之和．(1)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能與噪聲實(shí)驗(yàn)裝置．按照《GB／T 1236—2000通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)方法》對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能進(jìn)行了測(cè)試，其中流量測(cè)量范圍為300～4 000 m3／h，主要硬件包括：HMD70Y型溫濕度傳感器，K3TR．NBllA-L2型轉(zhuǎn)速傳感器，EJAllo型差壓變送器，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，HLPAooD4237型變頻器．風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量按照《GB／T 2888—91風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量方法》在專業(yè)半消聲室中進(jìn)行，半消聲室的有效體積為4 m×4 m×3 m，背景噪聲為(18±2)dB，測(cè)量?jī)x器采用了Brnel＆Kj籠r公司的聲學(xué)測(cè)量?jī)x器及噪聲分析系統(tǒng)．B&K 4145 1in聲壓傳感器置于風(fēng)機(jī)出風(fēng)口軸線45。方向、距離出風(fēng)口中心長(zhǎng)度1 m處．測(cè)試信號(hào)經(jīng)過B&K 2669前置放大器放大后用B&K 3560B聲學(xué)測(cè)量?jī)x來采集，采集信號(hào)通過B&K 7700軟件系統(tǒng)進(jìn)行處理．線性聲壓級(jí)采用1／24倍頻程來測(cè)量，采集和分析的頻率范圍為19．7～10 144．9 Hz．實(shí)驗(yàn)前用B&K 4231聲壓校準(zhǔn)器對(duì)聲壓傳感器進(jìn)行了標(biāo)定，校準(zhǔn)器在頻率為1 kHz提供了聲壓級(jí)為94 dB的校準(zhǔn)信號(hào)．實(shí)驗(yàn)中，用AFC_11003型單相輸入、輸出穩(wěn)壓電源來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速并記錄電機(jī)輸入功率，用LutronD，r-2234B手持式轉(zhuǎn)速儀測(cè)量風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速．圖3是原風(fēng)機(jī)(圓形集流器風(fēng)機(jī))進(jìn)、出口全開狀態(tài)下Q、刁以及A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)“隨轉(zhuǎn)速的變化曲線．變轉(zhuǎn)速工況下Q的變化范圍為520～836 m3／h，叩的變化范圍為7．3％～15％，厶的變化范圍為44．1～56．6 dB．(2)實(shí)驗(yàn)儀器誤差．Lutron DIT-2234B儀器精度為O．05％；差壓變送器量程為一200～800 Pa，測(cè)量精度為O．2％，差壓變送器信號(hào)經(jīng)過精度為o．1％的數(shù)字調(diào)節(jié)器和精度為o．3％的混合記錄儀傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；風(fēng)機(jī)性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)的重復(fù)性精度為±1％；功率表測(cè)量精度為0．3％；B&K 4145 1in聲壓傳感器測(cè)量精度為±O．2皿