葉輪是風(fēng)機的核心氣動部件，葉輪內(nèi)部流動的好壞直接決定著整機的性能和效率。因此國內(nèi)外學(xué)者為了了解葉輪內(nèi)部的真實流動狀況，改進葉輪設(shè)計以提高葉輪的性能和效率，作了大量的工作。為了設(shè)計出的離心葉輪 ，科研工作者們從各種角度來研究氣體在葉輪內(nèi)的流動規(guī)律，尋求較佳的葉輪設(shè)計方法。zui早使用的是一元設(shè)計方法，通過大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和一定的理論分析，獲得高速離心風(fēng)機各個關(guān)鍵截面氣動和結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇規(guī)律。
在一元方法使用的初期，可以簡單地通過對雷茨高速離心風(fēng)機各個關(guān)鍵截面的平均速度計算，確定離心葉輪和蝸殼的關(guān)鍵參數(shù)，而且一般葉片型線采用簡單的單圓弧成型。這種方法非常粗糙，設(shè)計的雷茨高速離心風(fēng)機性能需要設(shè)計人員有非常豐富的經(jīng)驗，有時可以獲得性能不錯的風(fēng)機，但是，大部分情況下，設(shè)計的通風(fēng)機效率低下。
為了改進，研究人員對葉輪輪蓋的子午面型線采用過流斷面的概念進行設(shè)計 ，如此設(shè)計出來的離心葉輪的輪蓋為兩段或多段圓弧，這種方法設(shè)計的葉輪雖然比前一種一元設(shè)計方法效率略有提高，但是該方法設(shè)計的風(fēng)機輪蓋加工難度大，成本高，很難用于大型風(fēng)機和非標風(fēng)機的生產(chǎn)。
另外一個重要方面就是改進雷茨高速離心風(fēng)機葉片設(shè)計，對于二元葉片的改進方法主要為采用等減速方法和等擴張度方法等，還有采用給定葉輪內(nèi)相對速度沿平均流線分布的方法。等減速方法從損失的角度考慮，氣流相對速度在葉輪流道內(nèi)的流動過程中以同一速率均勻變化，能減少流動損失，進而提高葉輪效率；等擴張度方法是為了避免局部地區(qū)過大的擴張角而提出的方法。 給定的葉輪內(nèi)相對速度 沿平均流線的分布是通過控制相對平均流速沿流線的變化規(guī)律，通過簡單幾何關(guān)系，就可以得到葉片型線沿半徑的分布。
