節(jié)約能源、保護環(huán)境是我國社會主義現(xiàn)代化建設中的一項基本策略，也是我國今后長期的戰(zhàn)略任務。電廠是我國的能源消耗大戶之一，其中能耗大、噪聲污染嚴重的風機是一種被廣泛應用于國民經濟各個部門的通用設備。隨著國民經濟的快速發(fā)展，社會對電廠在節(jié)能方面的要求也越來越高。電站風機主要有火電廠鍋爐的送風機、引風機、一次風機和排粉風機。它們?yōu)殄仩t煙風系統(tǒng)提供動力，是重要的輔助設備；同時，在火電廠中風機是僅次于泵的耗電大戶，其耗電量約占發(fā)電機組發(fā)電量的1.5%～3%，占廠用電的25%～30%左右。目前，離心式風機在我國電廠中占有較大比例，因此研究和改造離心式風機，提高其性能，對火電廠的節(jié)能增效具有重要意義…。
據調查，風機在設計工況及其附近運行時，具有較高的效率，但有的風機由于選型不當，或受到目前風機產品規(guī)格及品種的限制而使得選型的配套性較差，或由于裝置發(fā)生改變等諸多因素的影響，使風機的容量過大或過小。容量過大，將引起調節(jié)時的損失增大：容量過小，則不能滿足使用上的需求。有的電站風機剛投產時與系統(tǒng)匹配良好，但機組經過一段時間的運行后，由于積灰、漏風等原因使系統(tǒng)阻力曲線發(fā)生變化，引起氣動特性發(fā)生變化，降低了風機效率，或是由于對系統(tǒng)進行了較大的改動，使系統(tǒng)阻力曲線發(fā)生變化，風機不能在高效區(qū)工作，甚至不能滿足鍋爐滿負荷運行的要求，這些都影響著機組的安全經濟運行。因此，需要對已有的風機進行改造，對這些風機進行改造是非常必要的。這樣不僅可以降低電廠再投資需要的資金，而且可以減少增加設備的占地面積，有利于設備的布置。
離心通風機是風機中重要的組成部分，在離心式通風機中，葉輪是離心通風機的主要部件，對葉輪改造的研究也是對離心式通風機改造研究中重要的一部分。現(xiàn)場改造風機的方法有很多：調整葉片的角度；使用可動葉片調節(jié)等等，其中最簡便的方法之一便是切割或加長葉輪葉片。切割葉輪葉片外徑將使風機的流量、全壓及功率降低；加長葉輪葉片外徑則使風機的流量、全壓及功率增加。但是葉片剪切或加長后，流量、全壓及功率變化了多少，各種資料中并沒有給出一個確定的數(shù)字，只有簡單的切割定律[31進行了說明。
離心風機的損失按其能量損失形式的不同可以分為三類：機械損失、容積損失和流動損失。其中，流動損失指在風機工作時，流動著的流體和流道壁面發(fā)生摩擦，流道的幾何形狀改變使流體運動速度的大小和方向發(fā)生變化而產生的旋渦，以及偏離設計工況時產生的沖擊損失等；而渦流是使風機性能下降，噪聲增加的一個主要因素。有研究表明：葉片入口處和出口處吸力面上氣流分離現(xiàn)象相當嚴重，出口處的氣流分離可用邊界層的分離流動理論來解釋，與雷諾數(shù)有關。葉輪流道內的氣流分離，使得風機流道內產生較大的渦流，流動損失增大。
傳統(tǒng)方法是以實驗為基礎的設計，通過反復的計算和實驗來確定最終設計、改進方案，存在周期長，費用高，對經驗的依賴性較強的缺點。而CFD計算可以相對準確地給出流體流動的速度場，壓力場等細節(jié)，可以迅速做出修改，以得到良好的風機性狀，從而獲得較高的效率與良好的性能。CFD技術成熟應用已使其逐漸代替部分試驗，在驗證風機性能，分析內部流場，風機設計甚至噪聲計算等方面均得到廣泛的應用。利用數(shù)值模擬軟件進行風機葉輪的優(yōu)化設計具有重要的現(xiàn)實意義。因此，本課題擬采用數(shù)值模擬方法來研究離心通風機葉輪內部流場中渦流的產生、發(fā)展情況，根據數(shù)值模擬結果嘗試對此進行改進，并進一步進行實驗驗證，以便達到減小渦流損失、提高風機性能的目的。
