在采集到引風(fēng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)中，電機(jī)的水平振動(dòng)和徑向振動(dòng)是整個(gè)風(fēng)機(jī)嚴(yán)重的振動(dòng)。在1159.86赫茲時(shí)，振動(dòng)幅度大，與兩級(jí)葉輪通過頻率之和一致。根據(jù)氣流方向，通風(fēng)過程中存在冷卻滯后現(xiàn)象，主要集中在雜質(zhì)堆積區(qū)、兩風(fēng)管中間區(qū)，特別是距風(fēng)管、引風(fēng)機(jī)較遠(yuǎn)的糧堆中心區(qū)，在鋪設(shè)儲(chǔ)糧地籠時(shí)，選擇合適的開口。高頻頻率是由于葉片在旋轉(zhuǎn)過程中周期性地通過空氣中固定位置的壓力波動(dòng)引起的，等于葉片的旋轉(zhuǎn)頻率乘以葉片數(shù)。引風(fēng)機(jī)葉片通過頻率的計(jì)算公式為f=m.n/60，其中m為動(dòng)葉片數(shù)，n為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)兩級(jí)葉片數(shù)為14和10，兩級(jí)葉片通過頻率分別為676.67hz、483.33hz，兩個(gè)頻率之和為1160hz。通過該頻率時(shí)，葉片的振動(dòng)加速度為2.0g，說明葉片與風(fēng)機(jī)外殼的動(dòng)、靜干擾對(duì)氣流波動(dòng)影響較大。

從軸向不同位置的振動(dòng)來看，引風(fēng)機(jī)進(jìn)出口振動(dòng)小。入口主振頻率分別為47.27Hz和96.18Hz，分別為風(fēng)機(jī)的基頻和雙頻。同樣，二級(jí)葉輪的聲功率級(jí)也明顯降低，但非工作面的渦流沒有完全消失。入口流速為層流狀態(tài)，振動(dòng)為機(jī)械振動(dòng)。出口處主要振動(dòng)頻率為189.91赫茲、1159.86赫茲、1351.40赫茲和2313.19赫茲，主要為風(fēng)機(jī)基頻的四倍和氣流脈動(dòng)引起的高頻振動(dòng)。入口的振動(dòng)略強(qiáng)于出口的振動(dòng)。第1級(jí)葉輪旋轉(zhuǎn)加速后，引風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)變得更加復(fù)雜，而第二級(jí)葉輪反向加速時(shí)，葉片迎角較大，氣動(dòng)力影響較大，通過第二級(jí)葉輪等流量后流場(chǎng)趨于穩(wěn)定。一級(jí)葉輪的振動(dòng)與電機(jī)的振動(dòng)相似，主要是由復(fù)雜流場(chǎng)的氣動(dòng)力和風(fēng)機(jī)基頻的四、五倍頻率振動(dòng)引起的。二級(jí)葉輪高頻寬帶振動(dòng)的振幅遠(yuǎn)大于風(fēng)機(jī)基頻機(jī)械振動(dòng)的振幅。

在引風(fēng)機(jī)穩(wěn)態(tài)模擬完成后，將穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果作為初始場(chǎng)。采用滑動(dòng)網(wǎng)格模型對(duì)非定常流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。邊界條件與穩(wěn)態(tài)模擬相同。湍流模型采用Les模型，子格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型。當(dāng)氣流中的粉塵濃度不均勻時(shí)，將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子受力不均衡，且風(fēng)機(jī)葉片的不均勻磨損，也誘發(fā)風(fēng)機(jī)振動(dòng)異常。噪聲模擬采用噪聲模擬模型FW-H，根據(jù)Lighthill方程的推導(dǎo)過程，單極、偶極和四極源、氣流和旋轉(zhuǎn)葉片的周期性撞擊產(chǎn)生的噪聲屬于單極源，氣流和旋轉(zhuǎn)葉片相互作用形成的不穩(wěn)定反作用力產(chǎn)生的噪聲屬于單極源。物體屬于偶極源，流場(chǎng)總粘應(yīng)力產(chǎn)生的噪聲屬于四極源。采用RNGK-E湍流模型計(jì)算了引風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上，利用LES軟件對(duì)引風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，并引入了FW-H噪聲模擬模型對(duì)風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。模擬中的噪聲接收點(diǎn)與國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的噪聲測(cè)試中的傳聲器位置一致。噪聲測(cè)點(diǎn)距風(fēng)機(jī)出口表面中心1米，測(cè)點(diǎn)與出口中心點(diǎn)的連接線距出口表面45度。為了避免電機(jī)對(duì)實(shí)際測(cè)量結(jié)果的影響，一般的監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在進(jìn)口側(cè)。本文設(shè)置了四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，即監(jiān)測(cè)點(diǎn)1：機(jī)器進(jìn)口面為45度，相距1米；監(jiān)測(cè)點(diǎn)2：風(fēng)機(jī)進(jìn)口；監(jiān)測(cè)點(diǎn)3：兩級(jí)葉輪中部；監(jiān)測(cè)點(diǎn)4：風(fēng)機(jī)出口。

在引風(fēng)機(jī)機(jī)械中，為了防止旋轉(zhuǎn)葉片和固定殼體之間的摩擦，葉片頂部和殼體之間必須有一定的間隙。由于葉尖間隙的存在，不可避免地會(huì)發(fā)生泄漏流。從圖中可以看出，修正后的一維計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的較大誤差不到2%。泄漏流與主流相互作用形成的泄漏渦將影響渦輪機(jī)械的內(nèi)部流場(chǎng)和氣動(dòng)性能，尤其是效率、引風(fēng)機(jī)噪聲和穩(wěn)定的工作范圍。因此，通過改變?nèi)~頂間隙形狀，對(duì)葉頂泄漏流進(jìn)行綜合分析，提高渦輪機(jī)械的氣動(dòng)性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程參考價(jià)值。目前，對(duì)葉尖間隙進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究，主要集中在葉尖和殼體兩個(gè)方面。對(duì)于葉片頂部，Young等人[4]采用實(shí)驗(yàn)方法研究了單槽、雙槽和上斜面對(duì)渦輪性能的影響。在此基礎(chǔ)上，模擬了引風(fēng)機(jī)、類型和位置對(duì)軸流風(fēng)機(jī)性能的影響，指出在設(shè)計(jì)流量下，葉頂雙槽結(jié)構(gòu)具有較佳的氣動(dòng)性能，風(fēng)機(jī)效率提高了1.05個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)多級(jí)壓縮機(jī)表明，葉根倒角還可以減小角區(qū)的失速，提高工作范圍。引風(fēng)機(jī)帶肩端間隙渦輪的研究表明，壓力側(cè)和吸入側(cè)后緣槽都可以略微增大葉片頂面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，但吸入側(cè)后緣槽可以減小間隙的泄漏損失。