封闭进风腔式多翼离心风机运行时易出现紊流噪音,主观听感杂乱,经过CFD仿真分析,发现该类风机实际进风方向与理论进风方向不平行,风机内部尤其是叶轮区域的流动状态不均匀。根据该类风机流动特性在叶轮轮毂表面有针对性的设计预旋导叶,经过实验验证,该种方案可以明显改善主观听感。相同转速下风量提高约5%,相同风量下噪音声压级降低约0.4~0.5 dB,并提高了流态均匀性。

为探索叶片非均匀布置对多翼离心风机性能和噪声的影响,本文采用叶片沿叶轮周向正弦分布和随机分布两种方式设计五种叶片非均匀分布方案。基于非均匀叶片对风机通过频率的调节,通过数值模拟和气动性能试验的对比分析,得出了非均匀调制程度和方式对风机气动性能的影响规律,并对不同方案进行了噪声性能试验。结果表明:当叶片非均匀程度相对变化值小于20%时,叶片分布方案对风机气动性能影响较小;对于正弦调制,当调制周期是2,调制幅度为0.04时,风机气动性能与原模型最接近,其它方案性能略有下降。叶片非均匀方案对应风机噪声下降2～4dB,其中正弦调制方案调制周期是2,调制幅度为0.08时降噪效果最明显,噪声最大下降4dB。

蜗舌作为多翼离心风机蜗壳的重要组成部分对风机的气动性能和噪声有着重要的影响。本文针对吸油烟机用多翼离心风机蜗舌进行了改型设计,获得了一种新型的圆弧蜗舌结构。采用数值计算方法对原型风机和带有新型圆弧蜗舌的风机流场特性和气动噪声进行了对比分析。基于实验测量,验证了多翼离心风机气动性能数值模拟结果的有效性。研究结果表明:圆弧蜗舌的采用,降低了多翼离心风机出口气流对蜗舌的冲击,减小了蜗舌处气流的压力梯度及旋涡强度,增加了风机出口处的有效通流面积,抑制了蜗舌区域噪声的迭加,从而有效降低了多翼离心风机的气动噪声。相比较于原型风机,圆弧蜗舌的采用使得风机在风量提高0.53m3/min,总压增加15Pa的情况下,噪声下降了0.7dB。

以空调用多翼离心风机为研究对象,建立了3组不同叶片出口角叶轮模型,通过数值模拟获得风机外特性以及叶轮中间截面、风机出口的压力,速度,湍动能分布和叶轮进出口的压力脉动情况,并进行对比分析。结果表明:随着叶片出口角的增大,在420~725 m3/h流量范围内风机的风压和效率有所提升;内部流场中,风机出口低速区的面积增大,蜗壳出口和蜗舌区域的总压分布均匀性降低,叶轮流道内的涡量增多;叶轮进出口在叶频及其倍频处的压力脉动幅值有一定程度的降低。为了得到较好的气动性能和噪声性能的风机,需要将叶片出口角控制在合理的范围之内。研究结果对于风机进行气动性能和降噪性能设计具有较好的指导意义。

叶轮是空调用离心风机风道系统的核心部分,对离心风机的气动性能和噪声有重要影响。本文设计了一种顶端开槽的多翼离心风机叶片,采用数值计算方法研究了叶片进气端开槽对空调用多翼离心风机气动性能和噪声的影响,通过实验测试验证了进气端开槽叶片的降噪效果。结果表明:采用叶片进气端开槽结构能够改善叶轮顶端间隙区域内低速流动状态,抑制叶轮通道内旋涡的扩展,有效降低风机宽频噪声。与原型多翼离心风机相比,采用叶片进气端开槽结构,在保持风量基本不变情况下,风机噪声下降了0.8dB。

为改善小型多翼离心风机受气体粘性影响导致流动分离加剧的现象，在传统蜗壳型线设计理论的基础上，研究气体粘性力矩对蜗壳壁线分布的影响，并采用动量矩修正方法对其进行改型设计。另外，为真实反映风机内流场分布情况，在标准kε计算模型的扩散项中加入粘性应力作用，使其最高计算误差降低至3%。对比分析改型前后风机数值模拟计算和试验测量结果可知，采用修正的kε模型进行计算发现改型后风机内旋涡强度减小，蜗壳出口靠近蜗舌处流动分离得到改善。试验结果表明：改型风机出口静压提升约25Pa，最大全压效率较原型机提升约10%。同时，由于蜗壳张开度扩大能够抑制流动分离，使蜗舌附近区域的旋涡强度及其影响区域减小，从而使多翼离心风机噪声降低了2.5dB。

以中央空调末端装置中广泛使用的双吸前向多翼离心风机为研究对象,设计了叶轮与蜗壳安装位置可调的试验装置,试验研究了改变叶轮与蜗壳安装位置对风机性能的影响,并进行了初步的分析。研究结果表明：对于本文研究的风机,叶轮中心与蜗壳几何中心相重合的位置不是最佳位置,两者合适的相对安装位置能使风机在设计转速下风量提高6.08%,总效率提高2.4%,噪声降低0.8dB（A）。

以中央空调末端装置中广泛使用的双吸前向多翼离心风机为研究对象，试验研究了集流器偏心安装对风机性能与噪声的影响。研究结果表明：合适的集流器偏心安装位置有利于提高风机在不同工作转速下的性能。当偏距比ε=0．067、偏心角0=180°时，可使风机具有较好的综合性能，而偏距比ε=0．067、偏心角θ=30°的方案更有利于改善风机的噪声特性，气动性能也略有提高。

采用三维时均Navier-Stokes方程,在显式代数雷诺应力湍流模型（EASM）的基础上,通过引入扩展内禀平均旋转张量,建立了多翼离心风机数值模拟方法。基于数值模拟结果的性能预测和实验结果吻合良好,证实了所采用的计算模型和数值方法的可行性。通过数值模拟,分析了叶轮流道内速度场和压力场的分布,数值模拟结果表明叶轮流道呈现非常复杂的三维特性,在叶轮前盘存在二次涡流,吸力面则存在流动分离,并发现低能量的流体聚集在前盘区域,并分析比较了不同流量下流道中分离流动的情况。

叶轮是离心通风机的做功部件，叶轮性能是影响风机气动性能最主要的因素，因而对其进行深入研究具有重要意义。本文通过回顾以往多翼离心风机的研究，并对多翼离心风机内流展开讨论，提出对原型风机的改进方案。主要目标是改善进口附近内流情况，以达到提高原型风机的压力（全压和静压）的目的。提出以下4种方案：前盖板封闭度分别为30％、60％、100％，以及叶轮采用锥形前盘方案。数值结果显示：改变前盖板封闭度能够影响风机性能，在设计工况下，前盖板封闭度为60％时风机静压和全压都为最大；在蜗壳结构不变的情况下，采用锥形叶轮并不能达到提高压力和效率的效果，在大流量下，采用锥形叶轮风机的压力和效率反而会降低。