现有的热泵系统主要应用于食品加工、化纤制造和木材加工等行业的干燥循环系统,而超低比转数离心鼓风机是该系统最关键的设备之一。该类风机的特点是小流量高压升,这种气动特性决定了其极低的比转数。因此该类风机设计时只能采用窄叶轮结构,这就使得其内部的壁面粘性效应和流动分离现象显著,引起的流动损失将远大于正常叶轮宽度风机的损失,因此导致实际应用中效率往往低于传统风机。该类鼓风机应用广泛并且必须长年不间断地运行,加上实际应用效率较低,使其耗能巨大,因此提高其性能对节能环保有着重要的现实意义。对于离心风机,影响叶轮性能的因素有叶片型线以及叶轮宽度等。当叶片进口安装角一定时,叶片形状影响整个流道内的压力和速度分布,而压力速度的分布势必影响叶轮的性能。因此研究不同叶片型线叶轮及不同宽度叶轮内部的流动情况,探索叶轮内流场的流动机理,对于提高其性能具有重要的作用。因此本文将主要研究焦点定位于叶片型线和叶轮宽度对超低比转数离心鼓风机性能的影响。本文根据工程中现有应用比较广泛的某一超低比转数离心鼓风机,设计了一个具有同样流量系数和压升系数的风机模型进行研究。在一定的参数下设计了3种不同型线的叶片,即前弯叶片、后弯叶片和变厚度前弯叶片。首先本文对3种叶型叶轮进行性能实验研究,测得了3种叶轮分别在4个转速下的10个流量工况的性能数据,并通过相似原理进行曲线拟合,得到了3种叶片的性能曲线。以此为依据,分析了3种不同型线叶片的性能差异。结果显示楔形叶片在3种叶片中具有相对较好的性能,而传统风机常使用的后弯叶片的性能并不占优。为了进一步分析叶片型线对超低比转数离心鼓风机产生性能差异的原因,本文又对3种叶轮进行可视化流动实验。在流道中均匀分布7组示踪排线,通过示踪排线的指示方向来判断当地位置气流的方向,借助对叶轮流道内部气流直观的流动观察来分析叶片型线对流道内部气流的影响情况,以此来部分解释性能差异的原因。由于可视化流动实验条件的限制,并不能获得完整的流场信息。因此本文对离心鼓风机模型进行全三维整机CFD计算,通过对风机内部流场的模拟来深入的分析不同叶片型线风机产生性能差异的机理。结果显示后弯叶片的受到的壁面的粘性效应和分离现象显著,由此产生的回流现象明显;楔形叶片在前弯叶片的基础上通过优化得到,在一定程度上改善了由于叶轮流道过窄而产生的流动分离效应,使该类风机具有较好的效率。通过对不同叶片型线的叶轮进行研究发现通过改变叶片型线仅在一定程度上改善了由于叶轮流道过窄而产生的粘性效应增强和流动分离现象。由此可见叶轮宽度对该类风机的性能具有很大的影响。本文进一步又对不同宽度的叶轮进行数值研究。改变叶轮宽度可能导致出口流量和压升产生一定的变化,从而偏离设计工况。因此,可以寻求一个合适的叶轮宽度,使得该风机在一定的设计工况偏离值内获得最优的总体性能。