淺談無蝸殼風機研發中存在的問題

李友娥

摘 要：目前來看，對于無蝸殼風機的使用越來越多，并且對于無蝸殼風機的研究也越來越深入。但是在對無蝸殼風機進行研究的過程中也發現了相關的問題，主要是：市場上的兩種無蝸殼風機之間辨別很難；采取進氣實驗的方法所得到的出口總壓強以及效率的數值偏大；采用旋轉無葉的擴壓器可以提高機器的性能，但是在使用過程中缺乏定量的數據進行詳細的說明。本文主要是通過相關的實驗以及調查對上述的問題提出一些看法以及意見。

關鍵詞：無蝸殼風機；研發；問題

現階段，對于無蝸殼風機的研究時間還很短暫，并且在國內外，對于該項機器的研究都很缺乏，并且在現在的市場上，有關的無蝸殼風機的機器性能還不夠完善，因此還有很多地方需要進行進一步的改進與完善。本文主要就國內現今關于無蝸殼風機的發展現狀進行研究，對于研究過程中出現的種種問題予以透徹的分析，并且給出了解決這些問題的對應措施，以此為今后的無蝸殼風機的應用提供借鑒，從而使我國的無蝸殼風機研究朝著更深遠的方向發展。

一、國內關于無蝸殼風機的研究現狀

一般來說，無蝸殼風機在空調以及制冷系統中的使用比較廣泛，但這里的其實是離心風機的結構，沒有蝸殼。[ 1 ]目前市場上主要有兩種類別不同的無蝸殼風機：一種是葉輪出口氣流并且在其中沒有其他的遮擋，直接流入到大氣之中；另一種是將無蝸殼風機放入到一個有進出口的箱體之中，和箱體一體作為一個風機的產品。可以看出來，后者的機器性能是和箱體的質量有關，并且它在和箱體實現統一之后，它的性能與原來相比較差別很大。

另外，對于無蝸殼機器的測試以及評估的問題還不夠完善。這是因為它的設計中除去了蝸殼的設計，因此在對其進行性能測試時大多采用的是進氣實驗，并且按照規定風機的出口氣壓為大氣壓的數值，出口的計算速度就取葉輪進行旋轉時的平均速度。這種規定的前提是出口的流動速度均勻，并且一般的離心風機從蝸殼出流時是基本符合的。但在無蝸殼風機之中，由于葉片的兩側是壓力邊以及吸力邊，因此這兩側流動的壓強以及速度都不相同，并且在吸力邊的出口還出現分離，在出口后可能還會引起卷吸的現象，因此，它的出口流動速度是不夠均勻的。并且在無蝸殼風機的進口處以及出口處之間需要一個擋板將其進行分開，一般來說，這個擋板的位置是比較靠近葉輪的出口處的，這種設置也勢必會使出口流動的不均勻性加強。[ 2 ]

并且，無蝸殼風機還有一個顯著問題，即關于無葉擴壓器的問題。由于無蝸殼風機缺少蝸殼，因此它的葉輪出口的速度不能被有效的利用，主要是作為損失被處理的，因此，風機的效率以及壓強都很低。但是如果將葉輪的出口的前后盤進行延長設置，以此來形成一個不斷旋轉的無葉擴壓器，在這個擴壓器的范圍之中，流動的面積不斷增大并且流動的速度下降、壓強提升，這樣的話，其出口處的流動就會區域均勻，且對于壓強以及效率都有很大提高。[ 3 ]但是，在無蝸殼風機中引入無葉擴壓器，可能會使壁面的摩擦加大，最終的結果如何，還沒有一個確切的定論。

二、解決無蝸殼研發中出現的問題的相關措施

（一）關于兩種無蝸殼風機的區分問題

上文中所提到的兩種無蝸殼風機，有些公司或者在一些研究文章中，將其統一稱為無蝸殼風機，但是這兩種風機在性能、結構以及使用上都完全不同，因此將其全部統稱為無蝸殼風機既不確切，也容易使人們對其產生混淆。因此，本文建議將放在箱體中的無蝸殼風機稱為無蝸殼箱式風機，將直接使用，也就是沒有使用箱體的無蝸殼風機稱為無蝸殼風機，這樣可使人們更易對兩種無蝸殼風機進行辨別。[ 4 ]

（二）對于無蝸殼風機的性能以及預估問題

在這里討論的無蝸殼風機都是沒有箱體的。有研究表明，在對無蝸殼風機進行進氣實驗時，氣室壁面在其中就是影響的壁面，因此沒辦法將其進行去除。因此，在實際測試的過程中所得到的實際測量結果將會比該機器的實際性能高出很多。但是如果在進行進氣實驗時，采用管道進氣的試驗，就不會受到壁面的影響，而由于葉輪出口的流動速度不均勻性對于性能的影響不大，只能提高機器的性能約百分之一。因此，本文建議不要在無蝸殼風機進氣試驗中采用氣室法，而改用管道法，這樣會取得更好的進氣效果。[ 5 ]

（三）無葉擴壓器的使用

在風機中使用無葉擴壓器是出現上世紀研發的一款前向的風機之中，后來經過不斷的研究發展，其在后向風機中也得到廣泛的運用。但是由于國外專利的保護，因此在無蝸殼風機中采用無葉擴壓器還未出現。并且從研究的層面來看，在無蝸殼風機中使用無葉擴壓器會對性能的提高程度缺乏有效的、準確的數據。另外，隨著在其中使用的無葉擴壓器的形狀的增大，因此無蝸殼風機的壓強以及效率都會得到單調的提升，而兩種的出口壓強以及靜壓差別會下降，因此出口處的流動會更加均勻。因此，可以說，在無蝸殼風機中引入無葉擴壓器的使用有很好的發展潛力，其應用效果會比一般的離心風機的效果要好得多。

三、結語

近年來，對于無蝸殼風機的研發取得了很多進展，并且對其研究越來越深入。但是，就總體的情況來看，由于我國進行無蝸殼風機的研發時間還比較短，并且在國外這方面的相關研究也比較匱乏，因此國內進行此項研究缺乏借鑒學習的對象，任何方面都需要國內研究人員自己進行摸索，因此在研究方面增加了很大的難度。

總的來看，目前，我國對于無蝸殼風機的研發已取得了一系列的進展，同時在空調系統得到了更加廣泛的應用，包括空調系統末端的空調箱和凈化機組及風機墻等等，因此，在進行研發的過程中，相關的研究人員要大膽創新，對于研究中所遇到的問題要予以及時的解決，只有這樣才能促進我國無蝸殼風機在更廣的領域得到更好的應用與發展。

參考文獻：

[1] 曹雷，鄒建煌，劉中杰.基于CFD模擬分析的風機風道優化設計[J].制冷技術，2014，05：62-66.

[2] 本刊訊.風機吹出綠色節能風——記2015中國制冷展[J].風機技術，2015，02：6-12.

[3] 何源，桂荔，王燦星.離心通風機氣動噪聲研究現狀與分析[J].風機技術，2014，05：72-79.

[4] 李艷，趙忖，盧傅安，任剛.變螺旋角方法離心風機蝸殼型線數值優化[J].應用力學學報，2012，04：398-403+484-485.

[5] 李嵩，朱之墀.風機氣動性能數值模擬的地位和技巧（一）[J].風機技術，2013，05：74-79.