离心风机在现代工业扮演着十分重要的作用,由于其能耗低、转速高、容积效率高且输送气体清洁干净等优点,被广泛地应用于化工厂、电厂以及建筑等场所的通风换气、排烟降温以及处理污水环境中。传统离心风机设计大多在实验的基础上进行设计,但由于风洞实验成本较高且效率低下,使得离心风机的设计周期较长。因此如何降低实验成本减小设计周期,已成为现代离心风机设计的趋势。随着计算机技术的高速发展,采用数值模拟方法设计离心风机成为离心风机研究者关注的热点问题之一。本文以离心风机为研究对象,使用统一设计方法设计了一款前掠径向倾斜离心风机。在此基础上,运用ANSYS软件组中的CFD组件(ICEM,FLUENT,CFD-POST)对所设计的离心风机进行三维数值模拟研究,得到所设计离心风机的全压和全压效率,获取了所设计离心风机内部的流动细节,并对影响离心风机性能的因素进行分析,揭示了离心风机各几何因素对离心风机性能的影响。基于以上方法,本文得到结论:(1)分析了离心风机内部能量转换过程,沿着吸入区和出口区的叶轮存在低压和高压区域。叶轮到流体的能量转化也可以从压力和速度分布图的叶片区域得到印证。(2)蜗壳的舌部近处存在喷射区和尾迹区。靠近蜗壳舌部存在明显的回流现象。叶轮出口区近于蜗壳舌部也观测到了压力脉动现象。因此,蜗壳舌部设计对降低回流现象十分重要。(3)叶轮位置在蜗壳中间时,风机静压上升57.24%。不过,叶轮位置处于蜗壳后板时,蜗壳出口速度展示了明显的增加。(4)蜗壳宽度30%低于设计宽度时,蜗壳出口速度明显地增加了72.9%。而离心风机的静压上升仅降低了9.51%。(5)随着叶片数的增加,叶片通道的相对速度更均衡。因此,尾迹区也减小。这会降低尾迹区产生的噪声。尾迹区的形成是离心风机损失的主要原因之一。然而,如果继续增加叶片数则会降低离心风机性能。