唐清生
佛山市云米电器科技有限公司，广东佛山，528308
摘要：本文研究的主要内容为采取实验的方法，通过改变贯流风道出口尺寸大小与深度，观察风量的变化情况，在日后对贯流风道的设计进行完善提供了参考依据。
关键词：贯流风道；出风口；尺寸；风量影响
在不改变空调产品换热器系统的前提下，需要满足产品噪音参数不变甚至降低、又能实现产品能够实现快速制冷或制热和有效的维持室内空间的均匀受冷或受热的需求。解决以上问题的其中一个办法就是不加大空调风道系统的阻力的情况下提升空调设备送风距离，这样就可以不增加噪音的情况下快速实现室内空气循环。本文的研究就是以此为目的，通过进行试验，将贯流风道的出风口大小尺寸与出风口处风道深度尺寸通过试验进行有效的优化，确保产品的相关运行参数基本不变的前提下，气流在脱离出风口后保持更好的方向性吹入室内空间。
1.贯流风机流场实验与数值模拟研究
空调作为常用家电，其中，贯流风道系统是其重要组成部分，由于其具有均匀送风，并且降低了一定的噪音，在市场上备受欢迎。基于此，大部分研究人员与同行工程师逐渐重视对贯流风道的相关参数的研究。同离心式风机与轴流式风机相比，贯流风机的工作原理有所不同，其主要构成部件为蜗舌与蜗壳，其外形为筒形，内含有不对称的多个叶片的叶轮。在结构方面具有紧凑简单的特点，其产生的气流在分布时均匀的沿轴线分布，有效降低了噪声，并且可对叶轮长度进行调整，进而将风机的风量进行控制，在气流运动推动力的提供装置中应用比较普遍。在低转速的使用场景中，可以作为通风设备使用，通常应用场景有空调室内机、风幕机或者电壁炉等设备；在高转速的使用场景中，应用于飞机机翼中，作用是控制飞机机翼周围的流动，并且将发动机的推动力进行科学分配。
当下，全球对外流体机械研究中，贯流风机是研究的主要重点。贯流风机内流动主要有以下特点：叶轮叶片会接收两次内气流贯流，且在贯流风机叶轮中与蜗舌比较接近的部分有一个偏心涡存在，其流动规律比较复杂（下图为贯流风机流动示意图）。其内流动的规律大致为：如果流场内贯流风机叶轮旋转数量只有一个时，就是图1中a图所示，叶轮的轴心就会形成一个旋涡，然后通过匹配的蜗壳运转后，就是图中b部分所示的状态，a图中的轴心的旋涡就会向蜗舌周围后部移动，当贯流风机匹配上蜗舌后，偏心涡将稳定在蜗舌附近的叶轮部位，进而实现贯流风机的循环回流，在蜗壳附近将形成两次横跨叶轮的贯流，这就是贯流风机又被叫做横流风机的原因。
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图1 贯流风机流动示意图
我国在贯流风机方面的实验研究与相关模拟实验较多，同时，国外的相关研究也层出不穷，最终获取了有关于灌流风机结构参数与气动性能之间的关系，并且对产生噪声的相关原因进行研究，并且提出了一些降低噪音的办法。但是，当下，因贯流风机具有复杂的构造，相关研究缺乏综合性，而片面的研究不足以有效完善贯流风机的相关设计，因此，关于贯流风机运行方面的相关问题，仍有待于进一步研究
2.风道蜗壳出口间隙与风量大小之间的关系
风机风量大小主要受室内机风道蜗壳深浅的影响，但是因蜗壳构造较为复杂，通常由一段曲线构成，这段曲线本身就具有复杂性，通过进行数学计算时，执行起来比较困难，而在该方面的研究内容比较罕见，通常所见文献为，对曲线的深、浅、适中三方面进行简要概括，并无有效规律可循，缺乏研究的详细内容。本文在研究中，采用对数螺线将蜗壳一段的曲线进行参数化，将蜗壳各个角的特征进行逐一选取，然后将各个蜗壳的起点进行固定后，获取因深浅程度不一而得出相应的风道蜗壳曲线。
3.风道出口排气角与风量大小之间的关系
风机风量大小还受到室内机风道出口排气角尺寸大小的影响。本文在研究中，对各个角度的排气角进行模拟计算。在研究所用的模型中，因排气角模型不同，所以在选取蜗壳曲线时采取了与之相匹配的方式，蜗壳的跨度角也要相互匹配，将排气出口的左边界进行固定，对出口排气角的右边界进行改变，也就是将不同的蜗舌曲线跨度进行改变，进而可以得到不同的排气角。本文在研究中，模拟了0°、8°、16°、24°、32°与40°角的排气出口角。在研究中可以看出，当增加排气角度后，室内机的风量也随之加大，这样就是实现了风量的增加，因此，在改善排气角的设计方案中，尽量取实验的最大值。但是，因在设置排气角过程中还要考虑设备中如换热器或者蜗舌等其他结构，因此，提醒相关人员设计贯流风道中应该结合相关结构特点进行全面分析，确保设计的可行性。
4.风道出口扩散角与风量大小之间的关系
扩散结构的用途在流道设计中，用来增加流量的用途较多。在室内机的风道出口处设置具有一定扩散角的通道，目的在于将室内贯流风道的风量予以有效增加。本文通过模拟相关模型，将蜗壳曲线的参数保持不变，这是由于扩散角的下边界为蜗壳曲线末端处的切线，在固定出口扩散角的下边界时，获取新的扩散角的方式就是将出口扩散角的上边界进行改变。本文将0°、8°、16°、24°、32°与40°角作为模型的扩散角。根据计算结果可知，如果扩散角为0°，也就是说没有出口扩散角的时候，室内贯流风道的风量为最小，当逐渐增加扩散角后，贯流风道的风量也得到了相应的增加，但出口扩散角增加到一定度数后，风量将保持在某一度数下，对扩散角进行继续增加将不会再对贯流风道风量的大小产生影响。
5.风道出口深度尺寸与风量大小之间的关系
在一定扩角的情况下，风道的深度尺寸增加会加大整机的风道系统阻力，风量会产生一定的衰减。如果将出风口尺寸进行合理的提升，从而改善风道深度，优化由此而带来的风道系统阻力，最终实现风量保持一致并且没有增加系统阻力的情况下，使气流吹的更远。增加一定的深度尺寸可以达到保证气流流出的方向一致性，可以在变风量变动较小的情况下使气流可以达到更远的距离。
6.风道其它结构与风量大小之间的关系
贯流风道系统中，除了分析了上述相关结构，并经模拟计算外，还发现，贯流风道风量大小还受进风格栅和进风过滤网形成的进风口系统的影响。不同进风格栅模型是指室内机进气口通风面积不同的模型,极限情况下是没有进风格栅,目前，在市场上很多同行已经都在优化进风格栅的设计，在进气格栅的开度大小不一样的情况下，进气的面积就会有所不同，这样，整个风道的风量大小将受到相应的影响。通过对相关数据进行模拟可知，贯流风道的风量与进气面积之间成正比，在进气面积超过80%时，风量将达到最大值，进而不会再实现风量的无限量增大。
7.结语
与普通贯流风道不同的是，空调中采取外壳蜗舌和蜗壳作为贯流风道，并且与其他的部分作为整体而设计并制作加工的模具。空调贯流风道中，为了将其中的冷凝水到处，通常在室内贯流风道中设置相应的排液挡板，其主要位置在蜗壳的起点，目的在于将室内贯流风道的流场进行相应的改变，以实现影响贯流风道的风量的大小。本文研究中，通过对不同长度的排液板与室内贯流风道风量大小之间的关系进行详细极端，取排液板的长度分别为1cm、2cm、3cm以及4cm，对相应长度值进行计算，结果可见，排液板的长度与室内贯流风道之间呈正相关，但是，在达到一定值后，风量将不会随着排液板的长度的增加而无限的增大。
参考文献
[1]庞佑霞,唐勇,梁亮.贯流风机结构参数优化组合研究[J].农业机械学报,2011,(9).102-107.
[2]汪学军,游斌.空调用贯流风机流动相似性的试验研究[J].风机技术,2004,(1).17-18.