离心风叶采用圆弧主要是因为叶片加工简单,成本低,以前应用广泛。1973年Eck提出等减速叶片流型和1980年朱之墀等提出等当量扩张角叶片流型后,普遍认为这两种叶片性能比圆弧叶片性能好,于是后者在后向离心风机中就变得很少使用。近来发现有些后向离心风机使用圆弧叶片有85%以上的整机全压效率,为此,我们对几个不同型号的高性能后向离心风机,采用圆弧叶片和现在常用的等当量扩张角流型叶片进行整机变工况性能数值预估对比,重新审视圆弧叶片的性能,看对它能否有些新的认识。
圆弧离心风叶
对于4个弧前盘高性能的风机,其中风机是圆弧叶片,其余为等当量扩张角叶片,对每一个风机只将风叶改为相仿的等当量扩张角叶片或相仿的圆弧叶片。所谓相仿,就是保持叶轮其它参数完全相同,包括叶轮进、出口直径和进、出口叶片角四个参数和弧前盘型线相同,叶片宽度也相同,只是叶片型线不同,原来是圆弧型线,改为等当量扩张角型线,反之亦然。然后分别进行两种不同叶片风机的数值预估变工况性能,并与原有的性能数据对比,考察二者型线变化对风机性能的影响。
而对于上凸圆弧叶片,其整机性能和等当量扩张角叶片风机性能相仿,对于下凹圆弧叶片,风机性能明显低于等当量扩张角叶片风机,一个全压和效率低6%,另一个低1.5%。可以得出初步结论:对于上凸圆弧叶片可以代替等当量扩张角叶片,下凹圆弧叶片需要慎用 。
用圆弧叶片代替等当量扩张角叶片,或者相反代替时,原风机都是优化好的较好风机设计参数,对于替代风机来讲,这些风机设计参数是较好的参数,但不一定是的,所以这样比较还有点不公。
因此,我们认为:对圆弧叶片不能再简单地认为其性能一定不好。由于它加工方便,成本低,设计时应尽量优先采用,特别是上凸圆弧叶片推荐使用,但下凹圆弧叶片需要慎用,如对圆弧叶片风机参数优化后性能仍然不行,则可采用其它好的叶片型线,如等当量扩张角叶片型线等,这就是我们对后向离心风机圆弧叶片的新认识。
通过实际验证,对一个平直盘叶轮的上凸圆弧叶片改成等当量扩张角型线后,全压增加4.5%,叶轮效率提高1%,用于弧前盘叶轮效果会更好。