風(fēng)機(jī)作為各行各業(yè)的配套產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于地鐵通風(fēng)、礦冶通風(fēng)、樓宇換氣通風(fēng)，空調(diào)設(shè)備等。選用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)的走漏丟失特性進(jìn)行了研究，經(jīng)過選用A型和B型防渦圈，不僅降低了旋渦的選裝強(qiáng)度，還有用的降低了風(fēng)機(jī)的走漏丟失。然而，風(fēng)機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)中主要的能源消耗設(shè)備及噪聲來源之一，其科技含量的提升和加工制造工藝的創(chuàng)新與優(yōu)化對(duì)節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)有著重要的意義。據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)的電能消耗約占全國發(fā)電量的8～10%，因此提高風(fēng)機(jī)的效率和運(yùn)行效率是十分必要的。

鼓風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、化工等特種行業(yè)。同時(shí)，為了提高風(fēng)機(jī)出口擋板的密封性，對(duì)風(fēng)機(jī)出口擋板、進(jìn)口擋板和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行更換，以提高風(fēng)機(jī)的效率。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是葉輪的寬徑比小、內(nèi)外徑比小、由長短葉片間隔且均勻分布，性能特點(diǎn)是壓力系數(shù)高、流量系數(shù)小，因此通常應(yīng)用于高壓小流量的場(chǎng)合，但由于葉輪葉道較長，導(dǎo)致其內(nèi)部流動(dòng)損失較大，通常效率較低。并且由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，加工成本較高，經(jīng)濟(jì)效益差，所以很多風(fēng)機(jī)企業(yè)放棄了批量生產(chǎn)的計(jì)劃，甚至不生產(chǎn)，造成了市場(chǎng)貨源短缺，因此進(jìn)一步的研究如何提高鼓風(fēng)機(jī)效率，改善其加工工藝具有十分重要的意義。針對(duì)鼓風(fēng)機(jī)機(jī)存在的以上問題，提出了“XQ斜槽式離心風(fēng)機(jī)流場(chǎng)關(guān)鍵部件改進(jìn)設(shè)計(jì)研究”的課題。本課題與某風(fēng)機(jī)企業(yè)合作，對(duì)此型號(hào)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高其性能。該課題的成功進(jìn)行不僅會(huì)提高風(fēng)機(jī)的效率，降低能源消耗，還會(huì)將風(fēng)機(jī)的科學(xué)設(shè)計(jì)理念帶入企業(yè)，改善現(xiàn)在中、小、微風(fēng)機(jī)企業(yè)粗放型生產(chǎn)的現(xiàn)狀。

通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了鼓風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)，這是研究離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的兩種主要方法。實(shí)驗(yàn)方法可以得到詳細(xì)而準(zhǔn)確的結(jié)果，但實(shí)驗(yàn)成本高，周期長。8dQ流量工況下，長葉片的吸力面存在較大的別離區(qū)，而且在短葉片的吸力面構(gòu)成兩個(gè)旋渦區(qū)，其中葉片出口處的旋渦由于相鄰葉道的葉片壓力面的高壓區(qū)向葉片吸力面回流而構(gòu)成。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。采用數(shù)值方法設(shè)計(jì)了離心風(fēng)機(jī)的子午線廓線。以鼓風(fēng)機(jī)為例，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。結(jié)果表明，采用數(shù)值計(jì)算方法可以簡單、準(zhǔn)確地得到給定子午線分布的葉輪子午線輪廓。提高風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)效率，具有良好的工程實(shí)用價(jià)值。提出了一種現(xiàn)代離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，即數(shù)值計(jì)算法。離心風(fēng)機(jī)分為三部分，分別計(jì)算。迭代法考慮了這三個(gè)部分之間的相互作用。研究表明，上述數(shù)值計(jì)算方法可為風(fēng)機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供良好的依據(jù)。改進(jìn)后的鼓風(fēng)機(jī)效率提高，噪聲降低。研究了風(fēng)機(jī)葉片安裝的不均勻性。結(jié)果表明，數(shù)值計(jì)算方法可以定性地計(jì)算出風(fēng)機(jī)的噪聲值，但由于計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值之間存在較大誤差，無法替代噪聲的實(shí)驗(yàn)研究。采用不等距離安裝葉片的方法可以有效地降低風(fēng)機(jī)的峰值噪聲。

鼓風(fēng)機(jī)與4 種消聲方式風(fēng)機(jī)的A 聲級(jí)對(duì)比。結(jié)果表明，仿生葉片的鋸齒后緣結(jié)構(gòu)可以有效地改變?nèi)~片后緣脫落渦的結(jié)構(gòu)和頻率，從而減小葉片表面的壓力波動(dòng)和氣流對(duì)葉片前緣的影響，使A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)提高。從圖中可以看出，每一種方式都有著不錯(cuò)的降噪效果，其中C 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)降噪效果好，在額定工況點(diǎn)附近總A聲級(jí)能降低約7 dB( A) ; B 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)降噪效果也比較理想，優(yōu)于A 和D 型改進(jìn)風(fēng)機(jī); A 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)的消聲效果最差。出現(xiàn)上述情況的原因應(yīng)該是電機(jī)噪聲通過蝸殼會(huì)被放大，而沒有被吸聲材料有效吸收。但后蓋板加裝消聲材料，恰好吸收了電機(jī)的部分噪聲，因此后蓋板加裝吸聲材料降低風(fēng)機(jī)噪聲明顯。

本文對(duì)吸聲蝸殼對(duì)風(fēng)機(jī)降噪效果進(jìn)行了研究，分別對(duì)單獨(dú)蝸板、后蓋板、蝸板與后蓋板、蝸板與前蓋板加裝消聲材料的4 種方式進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)量，在鼓風(fēng)機(jī)全工況范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)噪聲都有不同程度的降低，其中蝸板加后蓋板組合的降噪效果好。從表中可以看出，在設(shè)計(jì)條件下，風(fēng)機(jī)的總壓和效率隨網(wǎng)格密度變化不大。由于穿孔板摩擦損失較大，氣體流動(dòng)阻力增加，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)壓力和效率都有不同程度的降低。通過試驗(yàn)證明相對(duì)于周向蝸板加裝消聲材料，風(fēng)機(jī)后蓋板加裝消聲材料消聲效果明顯，且結(jié)構(gòu)簡單、制造方便風(fēng)機(jī)壓力損失小。也證明了消聲蝸殼有很好的降噪效果，并且鼓風(fēng)機(jī)蝸殼尺寸雖然有一定的增大，但相對(duì)于消聲器等其他降噪方法優(yōu)勢(shì)還是很明顯的。對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝條件有限制并且對(duì)噪聲有一定要求的離心風(fēng)機(jī)，吸聲蝸殼是較好的選擇。