鼓風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、化工、鋼鐵、水泥等重工業(yè)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是整體結(jié)構(gòu)緊湊，葉輪寬徑比小，內(nèi)、外徑比小，長、短葉片分布均勻，壓力系數(shù)高，流量系數(shù)小，因此常用于高壓、小流量場合。針對(duì)風(fēng)機(jī)效率低、加工工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的風(fēng)機(jī)效率設(shè)計(jì)方案，并采用CFD數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了分析驗(yàn)證。短葉片為截短半徑的前葉片，其余部分與長葉片結(jié)構(gòu)相同，所有葉片出口安裝角度為140度。

本文對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型計(jì)算斜槽風(fēng)機(jī)樣機(jī)的流量。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)吻合較好，證明了該計(jì)算模型和數(shù)值計(jì)算方法的可行性。通過對(duì)鼓風(fēng)機(jī)不同截面的等值線和流線的觀測，分析了葉輪通道內(nèi)流動(dòng)損失的原因。通過控制葉片吸力面邊界層的分離，降低了風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)損失。針對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)狀況，提出了三種不同的改進(jìn)方案。在改進(jìn)方案不能滿足性能要求的情況下，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。為了使風(fēng)機(jī)葉片通道內(nèi)的流動(dòng)更加合理，根據(jù)葉輪通道截面面積逐漸變化的原理，建立了風(fēng)機(jī)葉片型線形成的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)該數(shù)學(xué)模型完成了風(fēng)機(jī)葉片型線的設(shè)計(jì)。風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計(jì)采用“雙圓弧”成形方法，不僅簡化了風(fēng)機(jī)的加工工藝，而且使風(fēng)機(jī)的總壓力提高到5257pa，效率提高到68%。最后介紹了離心風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算方法，分析了瞬態(tài)計(jì)算中時(shí)間步長的選擇原則。以出口壓力作為衡量離心風(fēng)機(jī)性能的指標(biāo)，采用LSSVM建立離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型。采用瞬態(tài)數(shù)值方法對(duì)新設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。在瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后，鼓風(fēng)機(jī)采用FW-H模型計(jì)算了設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲，遠(yuǎn)場噪聲值為58dB。

穩(wěn)態(tài)解常被用作瞬態(tài)分析解的初始值。鼓風(fēng)機(jī)采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)鋸齒后緣離心風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲進(jìn)行了數(shù)值研究。在數(shù)值計(jì)算過程中，采用SSTK-U湍流模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，穩(wěn)態(tài)結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。對(duì)風(fēng)機(jī)的流場和噪聲進(jìn)行了計(jì)算、分析和研究。利用CFX商用軟件對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)輪緣密封進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)值研究。結(jié)果表明，鼓風(fēng)機(jī)考慮靜、動(dòng)葉相互作用和靜葉非定常尾跡等實(shí)際流動(dòng)特性，用瞬態(tài)計(jì)算方法得到的靜盤密封效率低于穩(wěn)態(tài)計(jì)算得到的靜盤密封效率。然而，瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。對(duì)液力變矩器的流場進(jìn)行了瞬態(tài)計(jì)算，準(zhǔn)確預(yù)測了液力變矩器內(nèi)的實(shí)際流量。通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)誤差很小，證明了瞬態(tài)計(jì)算方法對(duì)液力變矩器流場分析的正確性和有效性。鼓風(fēng)機(jī)采用穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)計(jì)算方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了計(jì)算。然而，相似原理的應(yīng)用必須嚴(yán)格滿足幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)態(tài)相似等相似條件。在瞬態(tài)計(jì)算中，穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。在瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后，計(jì)算出設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的噪聲值。

鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式剛性和可靠性欠佳，當(dāng)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)到最下方時(shí)，由于磁性表座、連接桿、緊固件和百分表的自重，造成百分表下墜，探頭脫離測點(diǎn)，結(jié)果就是產(chǎn)生上文所述的異常讀數(shù)。當(dāng)檢修人員按作者建議制作的表架后，在檢修過程中，不再出現(xiàn)異常讀數(shù)，檢修任務(wù)按時(shí)圓滿完成。鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡和檢查處理措施造成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡的原因主要有：葉輪出現(xiàn)不均勻的磨損或腐蝕；鼓風(fēng)機(jī)出口邊界條件設(shè)置有壓力出口，根據(jù)不同的工作條件設(shè)置不同的壓力值。葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物；葉片連接處存在裂紋或葉輪與輪轂、輪轂與軸頸的連接配合松動(dòng)等。用測振儀測得數(shù)據(jù)，如果顯示振動(dòng)值徑向較大而軸向較小或者振動(dòng)值隨轉(zhuǎn)速上升而增大，都是轉(zhuǎn)子不平衡引起振動(dòng)的特征。

預(yù)防處理措施主要有：

一是，根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況，在進(jìn)風(fēng)機(jī)前工序上采取除塵措施，控制減少進(jìn)入風(fēng)機(jī)的粉塵等含量；

二是，定期清理風(fēng)機(jī)葉輪，順便仔細(xì)檢查葉輪是否存在裂縫以及葉輪與主軸的配合情況。一般來說，轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)都是葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物產(chǎn)生的。對(duì)于難于清洗的鼓風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)子可采用化學(xué)法清洗，如硫酸生產(chǎn)中二硫化硫主風(fēng)機(jī)葉輪，可采用氫氧化鈣稀水，再用高壓噴射機(jī)噴射清洗葉輪，速度快效果佳。因此本文依據(jù)風(fēng)機(jī)規(guī)劃的相似原理，即在風(fēng)機(jī)滿足類似條件的情況下，風(fēng)機(jī)的全壓值與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的平方和全壓的平方呈正比，依據(jù)風(fēng)機(jī)的類似規(guī)劃原理，在滿足類似規(guī)劃條件下，相應(yīng)的增大風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑，能夠有用的進(jìn)步風(fēng)機(jī)的全壓值。