方形玻璃钢冷却塔风扇的设计与性能优化涉及多个方面，包括风扇的结构设计、材料选择、空气动力学优化以及控制系统的设计等。以下是具体内容：

结构设计
叶片形状：常见的叶片形状有后弯式、前弯式和径向式等。后弯式叶片具有较高的效率和较低的噪声，适用于对噪声要求较高的场合；前弯式叶片则能产生较大的压力，但效率相对较低；径向式叶片介于两者之间。在方形玻璃钢冷却塔风扇设计中，常采用后弯式叶片，并对其进行优化设计，如采用变截面、扭曲叶片等，以提高叶片的空气动力学性能。
叶片数量：叶片数量的选择要综合考虑风扇的风量、风压、转速和噪声等因素。一般来说，叶片数量越多，风扇的压力系数越高，但风量系数会降低，同时噪声也可能增加。对于方形玻璃钢冷却塔风扇，通常采用 3 - 6 片叶片，具体数量需根据冷却塔的实际需求通过计算和实验来确定。
轮毂比：轮毂比是轮毂直径与叶轮直径的比值。合适的轮毂比可以提高风扇的效率和稳定性。一般来说，轮毂比在 0.3 - 0.4 之间较为合适，但对于一些特殊要求的冷却塔风扇，可能需要根据具体情况进行调整。
材料选择
叶片材料：方形玻璃钢冷却塔风扇的叶片通常采用玻璃钢材料。玻璃钢具有重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性能好等优点，能有效减轻风扇的重量，降低电机负荷，同时延长风扇的使用寿命。此外，还可以在玻璃钢材料中添加一些增强纤维或填料，以进一步提高叶片的性能。
轮毂材料：轮毂是风扇的重要支撑部件，需要具有较高的强度和刚度。一般采用铸铝或铸铁材料制造轮毂，铸铝轮毂重量轻、散热性能好，但强度相对较低；铸铁轮毂强度高，但重量较大。可根据风扇的具体要求选择合适的轮毂材料。
空气动力学优化
优化叶轮设计：通过计算流体力学（CFD）等数值模拟方法，对叶轮的形状、尺寸和叶片的安装角度等进行优化设计，以改善叶轮内部的气流流动状况，减少气流分离和涡流现象，提高风扇的效率和压力系数。例如，调整叶片的进口和出口角度，使气流在叶片表面的流动更加顺畅，降低流动损失。
设计合理的导流装置：在风扇的进口和出口处设置导流装置，如进口导叶和出口扩压器等。进口导叶可以使气流均匀地进入叶轮，减少气流的预旋，提高风扇的性能；出口扩压器则可以将叶轮出口的高速气流减速扩压，提高风扇的静压恢复系数，进一步提高风扇的效率。
控制系统设计
变频调速控制：采用变频调速技术对风扇进行控制，可以根据冷却塔的实际冷却需求实时调整风扇的转速。当冷却塔的热负荷较低时，降低风扇转速，减少风量，降低能耗；当热负荷较高时，提高风扇转速，增加风量，以满足冷却要求。这样可以使风扇在不同的工况下都能保持较高的效率，实现节能运行。
智能控制策略：结合冷却塔的温度、水位等参数，设计智能控制策略。例如，根据冷却塔的出水温度自动调整风扇的转速，使出水温度保持在设定的范围内；或者根据水位的高低自动控制风扇的启停，以防止水位过低时风扇空转，损坏设备。
性能优化方法
实验测试与优化：制造风扇模型，通过实验测试其性能，如风量、风压、功率消耗和噪声等。根据实验结果，对风扇进行优化改进，如调整叶片形状、改变叶片安装角度等，直到满足设计要求为止。实验测试是验证风扇设计合理性和进行性能优化的重要手段，能够为风扇的实际应用提供可靠的数据支持。
与冷却塔整体性能匹配：在设计风扇时，要充分考虑与冷却塔的整体性能相匹配。包括冷却塔的结构尺寸、填料性能、进风口和出风口的设计等因素。确保风扇提供的风量和风压能够满足冷却塔的冷却需求，同时使冷却塔内部的气流分布均匀，避免出现气流短路或局部过热等问题。