轴流风机、混流风机和离心风机各有所长，可以在不同应用中发挥其特定优势。如何选择风机类型主要取决于应用所需的风压。
我们期望风机以最佳效率和最低噪音来移动空气，并产生压力。对于许多应用来说，风机是最佳选择，因为它们可产生持续的气流，空间占用较小，且组件相对简单。要了解哪种风机设计—离心、轴流或混流，最适合哪类应用，需要了解风机运行的基本原理。
压力决定风机类型
轴流风机的叶片将气流从轴向吸入，变为螺旋流模式，从而增加通过转子的(总)压力。要获得更高的压力，需要更大的流向旋转叶片的流量角。然而，这一原理有其自然的局限性。当相对流动角度变得太大时，空气动力学效率就会降低，分离的气流会产生越来越大的噪音。
在需要高压力的情况下，除了叶片的空气动力学外，还使用离心力。由于每台风机都是一个旋转系统，因此空气始终受到离心力的作用。除了其最佳工作点之外，轴流风机中的气流会有一大部分沿离心方向流动，回旋的气流会阻碍气体的流动。
针对这些应用，离心设计是最佳选择。在离心风机中，离心力对整体压力的积聚起着重要作用，在某些情况下，离心力是主导机制。轴流风机适用于低压、大风量的应用。离心风机适用于高压、小风量的应用。混流风机适用于中压、中等风量的应用。
三种类型的风机设计适用的最佳工作范围（图片来源|依必安派特）
使用CFD仿真模拟优化风机
在过去，风机的设计主要基于试验性，如今，流体仿真设计(CFD)方法已成熟应用于空气动力学设计过程。CFD可用于各种热质交换的系统中、全新的风机设计以及优化叶片或叶尖等组件。执行数值实验通常比进行真实实验更容易，此外，CFD还能对流场进行非常详细的分析。
通风装置内的气流运行可视化（图片来源|依必安派特）
通过CFD流体仿真设计，可以了解并改善每个工作点的叶片性能、损耗和噪音、流体与壁面的相互作用。如今，经济、高效的解决方案已成为关键驱动因素，空气动力学家会尽量压缩每一种可能性的设计时间。风机叶片的弯曲和扭曲弧度、特殊的叶尖设计就是很好的例子。借助先进的设计工具，可以针对特定应用来设计风机，而不是试图为新应用定制现有的风机。
随着CFD的成功，实验的重点也发生了变化。从一种基本的设计方法到一种必要的验证和确认方法：一方面是对整体性能的验证，另一方面是对导流叶片或下游扩散器等进行验证与排除影响。
0
评论
