軸流風(fēng)機(jī)、混流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)各有所長，可以在不同應(yīng)用中發(fā)揮其特定優(yōu)勢。如何選擇風(fēng)機(jī)類型主要取決于應(yīng)用所需的風(fēng)壓。
我們期望風(fēng)機(jī)以*佳效率和*低噪音來移動(dòng)空氣，并產(chǎn)生壓力。對于許多應(yīng)用來說，風(fēng)機(jī)是*佳選擇，因?yàn)樗鼈?/span>可產(chǎn)生持續(xù)的氣流，空間占用較小，且組件相對簡單。要了解哪種風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)—離心、軸流或混流，*適合哪類應(yīng)用，需要了解風(fēng)機(jī)運(yùn)行的基本原理。
軸流風(fēng)機(jī)的葉片將氣流從軸向吸入，變?yōu)槁菪髂Ｊ?，從而增加通過轉(zhuǎn)子的(總)壓力。要獲得更高的壓力，需要更大的流向旋轉(zhuǎn)葉片的流量角。然而，這一原理有其自然的局限性。當(dāng)相對流動(dòng)角度變得太大時(shí)，空氣動(dòng)力學(xué)效率就會(huì)降低，分離的氣流會(huì)產(chǎn)生越來越大的噪音。
在需要高壓力的情況下，除了葉片的空氣動(dòng)力學(xué)外，還使用離心力。由于每臺風(fēng)機(jī)都是一個(gè)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，因此空氣始終受到離心力的作用。除了其*佳工作點(diǎn)之外，軸流風(fēng)機(jī)中的氣流會(huì)有一大部分沿離心方向流動(dòng)，回旋的氣流會(huì)阻礙氣體的流動(dòng)。
針對這些應(yīng)用，離心設(shè)計(jì)是*佳選擇。在離心風(fēng)機(jī)中，離心力對整體壓力的積聚起著重要作用，在某些情況下，離心力是主導(dǎo)機(jī)制。軸流風(fēng)機(jī)適用于低壓、大風(fēng)量的應(yīng)用。離心風(fēng)機(jī)適用于高壓、小風(fēng)量的應(yīng)用。混流風(fēng)機(jī)適用于中壓、中等風(fēng)量的應(yīng)用。
使用CFD仿真模擬優(yōu)化風(fēng)機(jī)
在過去，風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)主要基于試驗(yàn)性，如今，流體仿真設(shè)計(jì)(CFD)方法已成熟應(yīng)用于空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)過程。CFD可用于各種熱質(zhì)交換的系統(tǒng)中、全新的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化葉片或葉尖等組件。執(zhí)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)通常比進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)更容易，此外，CFD還能對流場進(jìn)行非常詳細(xì)的分析。
通過CFD流體仿真設(shè)計(jì)，可以了解并改善每個(gè)工作點(diǎn)的葉片性能、損耗和噪音、流體與壁面的相互作用。如今，經(jīng)濟(jì)、高效的解決方案已成為關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，空氣動(dòng)力學(xué)家會(huì)盡量壓縮每一種可能性的設(shè)計(jì)時(shí)間。風(fēng)機(jī)葉片的彎曲和扭曲弧度、特殊的葉尖設(shè)計(jì)就是很好的例子。借助先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具，可以針對特定應(yīng)用來設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)，而不是試圖為新應(yīng)用定制現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)。
隨著CFD的成功，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)也發(fā)生了變化。從一種基本的設(shè)計(jì)方法到一種必要的驗(yàn)證和確認(rèn)方法：一方面是對整體性能的驗(yàn)證，另一方面是對導(dǎo)流葉片或下游擴(kuò)散器等進(jìn)行驗(yàn)證與排除影響。
