通過數(shù)值計(jì)算方法，觀察離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的流動(dòng)情況，通過收縮蝸殼180°~360°之間的型線，改進(jìn)后的離心風(fēng)機(jī)出口靜壓，出口全壓和風(fēng)機(jī)效率都有所提高。

Beena D. Baloni等采用實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)具有相同葉輪，鼓風(fēng)機(jī)蝸殼采用等環(huán)量法與等平均速度法成型的離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明采用等平均速度法成型的蝸殼內(nèi)部氣流的速度梯度與壓力梯度都小于采用等環(huán)量法成型的蝸殼，內(nèi)部流動(dòng)情況更優(yōu)。葉片開槽使風(fēng)機(jī)的總壓和效率增加，但總壓明顯增加，效率增加不大。

鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)用廣泛，但由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、葉道較長導(dǎo)致其內(nèi)部流動(dòng)損失較大，效率較低。復(fù)雜的葉片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其加工工藝復(fù)雜，在批量生產(chǎn)時(shí)葉片模具制造的成本較大，一般企業(yè)都只單件生產(chǎn)甚至不生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品的供不應(yīng)求。增壓風(fēng)機(jī)流量1491480m3/h，增壓風(fēng)機(jī)總壓力2500pa，電機(jī)額定功率1400kw。因此本文采用數(shù)值計(jì)算得方法，找到鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)損失的根源，改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)特性，提高風(fēng)機(jī)的綜合性能。

根據(jù)以上分析，本文對(duì)斜槽式離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，從改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性出發(fā)，首先在原型機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，而后根據(jù)風(fēng)機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，以合作單位的性能指標(biāo)為設(shè)計(jì)條件，完成風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)工作，具體的內(nèi)容如下：

本文通過查閱大量離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)，深入理解了風(fēng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性的影響，并采用數(shù)值計(jì)算方法

(CFD)對(duì)風(fēng)機(jī)原型機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面處的等值線圖和流線圖，對(duì)風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行了分析，為離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)提供思路。在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中，根據(jù)相似原理，可以選擇現(xiàn)有的高效風(fēng)機(jī)或經(jīng)過試驗(yàn)的機(jī)型進(jìn)行相似設(shè)計(jì)，以保證風(fēng)機(jī)達(dá)到預(yù)期效果。以提高鼓風(fēng)機(jī)的效率和增大其全壓為改進(jìn)目標(biāo)，對(duì)風(fēng)機(jī)的短葉片長度、增大風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑和改變風(fēng)機(jī)蝸殼蝸舌與葉輪的間隙，對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了研究。

鼓風(fēng)機(jī)管道共振和檢查處理措施

風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口管段風(fēng)速很高，高速穿行的風(fēng)會(huì)擾動(dòng)管道，使管道發(fā)生共振。本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型計(jì)算了鼓風(fēng)機(jī)在不同工況下的穩(wěn)態(tài)，并根據(jù)公式計(jì)算了設(shè)計(jì)工況下離心風(fēng)機(jī)的壓力、軸功率和效率。一般情況下，風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管是靠法蘭和葉輪殼體剛性連接的，管道的振動(dòng)必然傳到殼體上，而殼體通常和軸承座相連，殼體振動(dòng)又引起軸承座振動(dòng)，最終導(dǎo)致致整臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)。此類振動(dòng)的預(yù)防處理措施為：

（1）檢查鼓風(fēng)機(jī)殼體，如殼體存在裂紋的或磨損及其腐蝕嚴(yán)重的，應(yīng)加固或整體更換；

（2）在振動(dòng)比較明顯的管段上加裝管道減震器，使管道與風(fēng)機(jī)殼體呈柔性連接，減小或緩沖振動(dòng)。常用的管道減震器，如KTX 可曲繞橡膠接頭，即管道減震器，一般安裝于靠近風(fēng)機(jī)出口端，減震效果比較明顯。在遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲計(jì)算中，隨著受流點(diǎn)到葉輪中心距離的增加，風(fēng)機(jī)噪聲值呈下降趨勢(shì)。另外，有些管道補(bǔ)償器如填料式補(bǔ)償器、波形補(bǔ)償器也可以起到減震作用；

（3）在條件允許下可優(yōu)化出口管道，一般來說，彎頭處更容易發(fā)生擾動(dòng)管道而造成振動(dòng)的現(xiàn)象，所以風(fēng)機(jī)出口段宜有不小于5 m 的直段，以減少出口阻力損失，達(dá)到順暢輸送介質(zhì)的目的；

（4）進(jìn)口調(diào)節(jié)閥宜優(yōu)先選用葉片閥，它在工作時(shí)能實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)輸送介質(zhì)的均勻分布，防止產(chǎn)生劇烈渦流而發(fā)生振動(dòng)。上文闡述的引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的因素只是本人原所在企業(yè)常見的，當(dāng)然不排除其他類型的風(fēng)機(jī)會(huì)有其他的因素。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）的發(fā)展，數(shù)值方法在渦輪內(nèi)部流動(dòng)模擬中得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際工作中，不能孤立、片面地把振動(dòng)的原因歸結(jié)于某一項(xiàng)因素，也有可能是這四種因素共同作用的結(jié)果。因此，在分析鼓風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障時(shí)，應(yīng)該根據(jù)振動(dòng)特征具體分析，事實(shí)求是地綜合考慮，只有這樣，才能準(zhǔn)確、快捷地找出振動(dòng)原因，消除振動(dòng)故障。

煤礦生產(chǎn)中， 掘進(jìn)工作面是主要的產(chǎn)塵環(huán)節(jié)。粉塵不僅嚴(yán)重危及采掘工作面人員的身體健康，而且容易造成重大事故隱患。采用除塵風(fēng)機(jī)對(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行降塵是主要降塵方式之一。在得到風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的數(shù)值結(jié)果后，將不同工況下數(shù)值結(jié)果的誤差值與樣機(jī)原始測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較。但是，由于工作面粉塵極易隨風(fēng)四處擴(kuò)散，如何將粉塵定向?qū)腚x心風(fēng)機(jī)，提高除塵效率，是亟待解決的問題。其中集流器是引導(dǎo)粉塵氣體進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)的重要結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式對(duì)風(fēng)機(jī)性能有很大的影響。有關(guān)研究表明圓弧形集流器對(duì)提高風(fēng)機(jī)性能效果好。山東冠熙環(huán)保設(shè)備有限公司對(duì)集流器進(jìn)行改進(jìn)，在鼓風(fēng)機(jī)集流器內(nèi)部的側(cè)壁上固定若干條肋組成的“米”字支撐架。

本文將對(duì)加米字支撐架的集流器和普通圓弧形集流器進(jìn)行整機(jī)數(shù)值模擬，重點(diǎn)分析這2 種結(jié)構(gòu)形式對(duì)掘進(jìn)工作面的粉塵的導(dǎo)流效果，并對(duì)比其對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響，為掘進(jìn)工作面降塵效率的提高提供理論依據(jù)。

鼓風(fēng)機(jī)流體的數(shù)學(xué)模型

粉塵流體在風(fēng)機(jī)中流動(dòng)的物理?xiàng)l件較為復(fù)雜，影響因素較多，因此在離心風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算中，假設(shè)流體為連續(xù)等溫不可壓縮的牛頓流體穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)而且各組分之間沒有化學(xué)反應(yīng)。9%，總壓值由4626pa提高到5257pa，均滿足合作單位的性能要求。其在風(fēng)機(jī)中的流動(dòng)要遵循質(zhì)量守恒定律、動(dòng)量定理和能量守恒定律3 個(gè)基本物理守恒定律的支配。