现代自然环境中适用的高效低噪风机设计方法在中小型污水处理器中的应用

现代自然环境中，随着对节能、环保的日益重视，对开发高效低噪风机的需求也在不断增长。同时，预估风机设计阶段的噪声水平成为了一个重要议题，因为这对于低噪风机设计和控制至关重要。在90年代初期，工程师们主要依赖传统的一维或二维理想流处理方法加上经验选择来进行设计，这种方法忽略了不同部件间相互影响（包括间隙影响）的复杂性。

尽管这种方法曾经推出了许多性能接近当时国际标准的产品，它们仍然占据了我国市场，但这些产品的研发成本和时间巨大，并且由于缺乏现代科技手段，全面的三维粘性流动考虑以及部件耦合影响的整体优化设计，使得进一步提高性能变得有限。

1998年，我们在《中国机械工程》第8期发表了一篇题为“离心风机现代设计方法研究”的论文，其中提出了新的设计思路。后来，我们与北京西山风机厂合作，成功地开发了一款7-35型号风机，该产品比原有的6-41型号有显著提升。此前，我们利用美国NASA-CR-178818提供的一个软件进行了改进，使其适用于离心风机内部三维粘性流场计算。

近年来，我们又将FLUENT商用软件应用于离心和轴流风机气动性能预估。这一软件在几何建模、网格生成、计算稳定性和准确性以及数据后处理等方面都表现出色。我们使用此软件进行整体计算，即叶轮、蜗壳一起算，并考虑叶轮与进口管道之间的间隙；对于轴流风機，也是从进口管道到静叶及整个系统一起算，并考虑动叶与管道间隙。这一方法不仅提高了我们的研究成果，而且还为美国GE公司开发空调用的离心风機，为其他国家公司预测气动性能提供支持。

基于以上工作，我们即将在美国暖通空调工程师协会主办的《ASHRAE Research Journal》上发表文章“Numerical Simulation of Flow Field for a Whole Centrifugal Fan and Analysis of the Effects of Blade Inlet Angle and Impeller Gap”。本文将详细介绍这一现代设计方法及其应用。

此外，本文还探讨了如何通过数值模拟预估并控制風機噪聲。一旦实现，将极大地促进風機設計與實驗之間數據交換，以實現更優秀、高效率與較低噪音風機產品之開發。