基于熵产理论的离心风机性能优化

基于三维椭圆形控制方程及熵理论，对电厂常用的G4-73型后向式离心风机进行数值模拟及熵产计算，并进行了实验验证。研究发现，叶轮体内熵产最大，且湍流耗散为风机熵产的主要来源，黏性耗散所引起的熵产几乎可以忽略。采用优化理论对叶轮参数进行优化，并分析比较优化前后的风机熵产及动力学特征。结果表明，优化后叶轮和蜗壳内熵产明显降低，流动得到改善；风机的全压升高、高效区拓宽，且流量越大，全压增长的幅值越大。最高效率点附近，风机全压和效率分别提高68Pa和0.5个百分点。叶轮结构参数的优化对电厂的节能增效、解决风压不足和CO2减排等关键问题具有重要的现实意义。