离心叶轮、导风喷嘴和除霜喷嘴是速冻设备的关键部件。在离心风机转速一定的情况下,设计并优化离心叶轮和喷嘴的结构,以提高导风喷嘴出口速度和蒸发器除霜效率,是提高速冻设备能效比的核心问题。针对速冻设备能效比较低的问题,本文以隧道式速冻设备离心叶轮和喷嘴为研究对象,开展离心叶轮和喷嘴结构优化设计研究,主要研究内容如下:1、隧道式速冻设备核心指标传递方法研究。首先介绍了隧道式速冻设备的结构特点,分析了隧道式速冻设备的核心性能指标;然后提出了离心叶轮流-固物理场耦合计算方法,建立了叶轮结构参数和性能指标之间的关联;最后提出了离心叶轮和导风喷嘴风速传递计算方法,建立了叶轮和导风喷嘴性能指标之间的关联。2、隧道式速冻设备核心指标传递计算。分别以某型号隧道式速冻设备的叶轮和导风喷嘴为研究对象,基于指标传递方法,计算速冻设备核心指标。计算结果表明:离心叶轮出口平均速度为6.52m/s,导风喷嘴出口平均速度为14.37m/s,与该速冻设备实际工况下性能指标相接近,验证了计算方法的正确性。3、离心叶轮结构优化。基于离心叶轮流-固物理场耦合计算方法和正交实验设计方法,以上述离心叶轮为研究对象,以叶轮平均出口速度、风压和效率为优化目标,以叶轮功率、电机启动瞬间最大功率和叶轮等效应力为约束条件对离心叶轮进行优化设计。优化结果表明:优化叶轮出口平均速度为7.85m/s,较原型叶轮提升20.4%;优化叶轮风机效率为95.5%,较原型叶轮提升40.2%;优化叶轮全压413.67Pa,较原型叶轮提升2%。4、喷嘴结构优化设计。基于数值仿真,对除霜喷嘴结构作优化设计。结果表明:当圆弧半径为11mm时,喷嘴3的射流除霜能力优于喷嘴1和喷嘴2。基于数值仿真,对导风喷嘴结构作优化设计。结果表明:当圆弧半径为140mm时,弧形条缝喷嘴的出口平均速度较高。综合离心叶轮和导风喷嘴优化结构,基于离心叶轮和导风喷嘴风速传递计算方法,计算导风喷嘴出口平均速度。结果表明:优化后导风喷嘴出口平均速度为20.42m/s,较优化前提升42.1%。本文所采用的优化设计方法可为实际工程中离心叶轮和喷嘴的优化设计提供理论指导。