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在總結(jié)以往研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以風(fēng)機為研究對象，利用NUMECA軟件對不同的葉片開槽方案進(jìn)行了模擬，比較了不同方案下的風(fēng)機性能優(yōu)化，并結(jié)合分布確定了葉片開槽的較佳參數(shù)。葉輪內(nèi)部流場。本文對風(fēng)機原葉輪開槽前的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，風(fēng)扇葉片通道的吸力面發(fā)生了邊界層分離，形成了一個較大的渦流區(qū)。后半段通道內(nèi)，吸力面邊界層分離較為嚴(yán)重，高速氣流占整個通道寬度的65%左右。因此，可以通過在容易發(fā)生邊界層分離的葉片端部開一個小間隙來防止邊界層分離的產(chǎn)生和發(fā)展，從而使流經(jīng)該間隙的部分流體能夠吹走吸入面出口附近的流體。以往的研究表明，狹縫的大小對氣流有很大的影響，但在粉塵環(huán)境中，狹縫過?。íM縫寬度約為2 mm）可能會被堵塞而失去其功能，這限制了該技術(shù)在實際中的應(yīng)用。為了降低設(shè)計風(fēng)機的噪聲值，提高風(fēng)機的效率，選用葉片出口安裝角2aβ為120度。因此，為了確保風(fēng)機不發(fā)生堵塞，開口處有足夠的間隙?？紤]到工程實踐中操作的方便性，用A的變化來表示縫的位置，用B的變化來控制縫角的大小。比較采用A/C（c為葉片弦長）與B/C的無量綱形式。在計算和優(yōu)化槽位和槽角時，采用了固定一個比例和調(diào)整另一個比例的方法。

風(fēng)機對比分析

在額定轉(zhuǎn)速下， 假定風(fēng)機進(jìn)出口處截面上動壓靜壓均勻分布，對風(fēng)機進(jìn)口、出口壓力及壓差，集流器進(jìn)出口壓力及其壓差進(jìn)行統(tǒng)計。取點方法：在截面中心為軸心，周邊均勻取了20 個點，之后計算取其平均值，可以看出，同流量下，加米字形集流器的靜壓和全壓差分別為-4 389.0 Pa 和-2 252.9 Pa，而普通圓弧形集流器的壓差為-982.9 Pa 和-32.1 Pa，相比可以看出，風(fēng)機 加米字形集流器導(dǎo)流效果比普通圓弧形集流器好。但是同流量下，普通圓弧形集流器比加米字形集流器風(fēng)機壓差大，有效值大2 366 Pa，風(fēng)機全壓差加米字形比普通圓弧形小2 350.8 Pa，減少的這部分能量用于摩擦發(fā)熱。近年來，隨著人工智能算法的發(fā)展，數(shù)據(jù)驅(qū)動建模方法逐漸應(yīng)用于風(fēng)機性能預(yù)測。說明集流器經(jīng)過改造提高了粉塵流的導(dǎo)流能力，提高了風(fēng)機的性能。

本文對掘進(jìn)工作面風(fēng)機集流器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)研究。并對改進(jìn)前、后的結(jié)構(gòu)的集流器導(dǎo)流效果做了理論分析。然后應(yīng)用Fluent 流體軟件對其進(jìn)行了數(shù)值建模分析， 充分認(rèn)識離心分機內(nèi)部流場流體的流動規(guī)律，并得到集流器及整個風(fēng)機的壓力云圖，截面所受阻力云圖，并取點做了統(tǒng)計分析。研究結(jié)果表明：風(fēng)機加米字形集流器使集流器進(jìn)出口壓差增加，明顯地起到對粉塵流場的導(dǎo)流作用。在風(fēng)機氣動噪聲預(yù)測中，建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，介紹了復(fù)雜流場的數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行了考慮三維流場的氣動噪聲預(yù)測計算，研究了流場結(jié)構(gòu)對風(fēng)機氣動噪聲的影響。但是集流器由于增加米字形支撐架，造成集流器截面的摩擦力增大，消耗了風(fēng)機的一部分動能。但對大型除塵離心風(fēng)機總體來看，采用該結(jié)構(gòu)大大減少制造難度和加工成本，提高了經(jīng)濟效益。

以風(fēng)機蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來優(yōu)化蝸殼型線，并用試驗證明了良好的蝸殼型線不僅能提高風(fēng)機效率及全壓，還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢；（1）本文詳細(xì)介紹了風(fēng)機的數(shù)值計算過程，包括模型建立、網(wǎng)格化（預(yù)處理）、導(dǎo)入求解計算、后處理等。BEENA等[11]通過應(yīng)用層次分析法（AHP），對蝸殼的重要幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)先排序，闡明了各參數(shù)對離心風(fēng)機性能的影響;風(fēng)機采用3種不同流量的五孔探頭，測量了風(fēng)機蝸殼內(nèi)流體的三維流動，得出傳統(tǒng)一維蝸殼型線設(shè)計方法忽略了風(fēng)機內(nèi)部嚴(yán)重的泄漏情況，應(yīng)根據(jù)流體實際流動進(jìn)行修正的結(jié)論。本文在傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計理論基礎(chǔ)上，以某抽油煙機用多翼離心風(fēng)機為研究對象，

風(fēng)機采用動量矩修正方法對其進(jìn)行性能優(yōu)化。并考慮粘性應(yīng)力的作用對原有k-ε計算模型進(jìn)行修正，以期提高數(shù)值計算結(jié)果的準(zhǔn)確度，為CFD數(shù)值模擬預(yù)測風(fēng)機性能的可靠性提供參考。多翼離心風(fēng)機由進(jìn)口集流器、葉輪及蝸殼組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。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。其設(shè)計轉(zhuǎn)速n=1200r/min，設(shè)計流量Qv=0.15m3/s，主要尺寸參數(shù)為：風(fēng)機蝸殼寬度b1152mm，葉輪內(nèi)徑1D210mm,葉輪外徑2D246mm，葉片進(jìn)口安裝角178A，葉片出口安裝角2160A，葉片圓弧半徑r14mm，葉片數(shù)z60。為了提供更好的來流條件，給定較為準(zhǔn)確的邊界條件，本研究在利用Solidworks軟件對風(fēng)機進(jìn)行三維建模時，分別將進(jìn)風(fēng)區(qū)域和出風(fēng)區(qū)域進(jìn)行延長處理，以保證進(jìn)出口氣體的流動充分發(fā)展。另外，為了方便模型的建立，在盡量減小數(shù)值模擬誤差的前提下對電動機結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的簡化，