随着现代工业的飞速发展,风机产品在各行业中得到了越来越广泛的运用,包括冶金行业的氧气顶吹炼钢、国防工业的航空风洞实验、民用的吸油烟机等。家用吸油烟机的风机采用了多翼离心风机。由于风机理论目前还不完善,风机内部流场复杂又不可见,很难准确描述,很多设计参数也仍依赖于经验数据,风机性能也依赖以实验测试,特别是家用吸油烟机风机设计,使用工况更复杂,能够开发出一套空气性能较佳的家用吸油烟机多翼离心风机就非常有意义,即能降低开发成本和节约开发时间,又能提高产品市场竞争力,占领更多的市场份额。本文主要研究内容为:(1)多翼离心风机总体设计。阐明了多翼离心风机的基本理论及其应用,论述了吸油烟机设计采用多翼离心风机的依据,并建立了一套多翼离心风机开发流程。(2)多翼离心风机初步设计。通过对多翼离心风机系统的理论计算,初步确定多翼离心风机原型机各零部件的几何尺寸及电机功率要求等,如叶轮、蜗壳、电机功率等,不过其过程中很多需要根据经验参数或经验公式修正。(3)多翼离心风机CFD仿真计算。通过对多翼离心风机原型机进行数值模拟计算,不仅可以获得原型机定转速下的空气性能参数、P-Q曲线、η-Q曲线以及宽带噪声源模型下A声功率级噪音等,同时也可以形象地表示原型机内部流场的状态,包括各个区域,各个平面、壁面上的压力大小、速度大小和方向、流线、噪音等,通过以上参数可以基本了解原型机流动状态最差的位置、噪音最大的区域、涡流存在的区域等,这样就找出原型机的薄弱点,为进一步优化设计提供参考。(4)多翼离心风机DOE优化设计。通过对多翼离心风机进行DOE优化设计,将16种随机组合数值模拟结果代替实验测试结果进行7因子两水平DOE优化分析,就可以获得风机各因子重要度的排列顺序和风机性能关于7因子的回归方程以及其128(72)种任意组合的产品性能,当然也可以获得最佳的因子组合。很大程度地节省了风机的样品制作费用和节约了实验测试时间。(5)多翼离心风机实验研究。通过对多翼离心风机实验研究,结果表明,优化风机比原型机有明显的性能优势,并且风机空气性能参数的变化规律与数值模拟的结果也是一致的,进一步证明可以用数值模拟代替一部分实验是可行的。