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針對通風機有無進氣箱兩種結(jié)構形式，建立了兩種計算模型，利用CFX 軟件對兩種模型進行數(shù)值模擬，研究其內(nèi)部三維流場特性，基于數(shù)值模擬結(jié)果分析了進氣箱對離心風機的性能影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明：加進氣箱后，離心風機的全開流量與壓力有所降低，縮短了有效工作區(qū)域；在通風機內(nèi)部葉輪進口處產(chǎn)生渦旋現(xiàn)象，堵塞了葉輪流道，使風機的效率和壓力降低。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗測試值對比是比較吻合。進氣箱是離心風機重要的組成部分，主要應用于大型離心風機與雙吸離心風機。進氣箱在其出口處氣體發(fā)生近90°轉(zhuǎn)彎，內(nèi)部流場十分復雜，并造成很大的流動損失。其出口速度的不均勻性對通風機性能影響明顯，有必要對其特性進行研究。A.G.Sheard通過研究加進氣箱的通風機，在通風機葉輪進口加導流板控制葉輪進口的非均勻氣流，結(jié)果表明在葉輪進口加導流板能夠提高風機的全壓，并得出了葉片根部斷裂的原因。使用三維粒子動態(tài)分析儀（3D-PDA）對大型風機進氣箱內(nèi)部三維氣體流場進行測量，揭示了其內(nèi)部流動的基本特征，為了解進氣箱流場結(jié)構和流動機理提供了依據(jù)。

將通風機模型導入ICEM 進行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分過程中對離心風機關鍵部位要進行加密處理，如葉輪、集流器、蝸舌、進氣箱的轉(zhuǎn)角處等。對風機的進口與出口適當延長，以保證計算的穩(wěn)定性?？紤]到離心風機結(jié)構的復雜且不規(guī)則性，本文采用非結(jié)構四面體網(wǎng)格進行劃分，其中無進氣箱的離心風機網(wǎng)格數(shù)量約370萬，網(wǎng)格質(zhì)量為0.3以上；帶進氣箱的離心風機網(wǎng)格數(shù)量為380萬，網(wǎng)格質(zhì)量為0.3以上。

通風機采用標準k-?模型，壁面函數(shù)為Scalable，數(shù)值計算方法為高階求解格式，求解格式為一階格式。由于通風機轉(zhuǎn)速低，馬赫數(shù)小，可認為氣流為不可壓縮定常流動。進口給定質(zhì)量流量，出口給定靜壓,壁面條件為無滑移邊界，轉(zhuǎn)速為1 480r/min，并將流動區(qū)域分為靜止域與旋轉(zhuǎn)域，兩者通過Interface連接，連接模型為普通連接，坐標變換為轉(zhuǎn)子算法，網(wǎng)格連接方式為GGI。本文所研究的某離心風機葉輪有均布的16 個前向的大小葉片，其內(nèi)部流場較為復雜，為了揭示通風機內(nèi)的流場特性，對風機進行全三維數(shù)值模擬。先單獨分析了進氣箱內(nèi)部流場特性，然后對進氣箱與風機進行一體化分析，研究進氣箱對離心風機性能的影響。

消聲蝸殼對通風機氣動性能的影響原風機與不同消聲組合試驗所得的氣動性能對比如圖3 所示。試驗結(jié)果表明: 由于穿孔板相對于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力，導致加裝穿孔板后的風機壓力和效率在整個測試工況范圍內(nèi)都有不同程度的降低。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同，當額定轉(zhuǎn)速為3 800 r /min，在設計工況下，A 組合改進風機全壓降低了約16．0 Pa，效率下降了約1．28%; B 組合改進風機全壓降低了約5．0 Pa，通風機效率下降了約0．9%; C 組合改進風機全壓降低了約36．8 Pa，效率下降了約3．18%; D 組合改進風機全壓降低了約45．8 Pa，效率下降了約3．28%。

主要由于安裝穿孔板的面積不同，導致不同消聲組合方式的摩擦損失不同。B 組合即只在風機后蓋板上安裝穿孔板，風機壓力損失小。不同工況下，風機壓力和效率損失也不相同，在設計工況及偏大流量工況下，通風機壓力和效率損失較大，效率也同步降低。主要原因是大流量工況下，蝸殼內(nèi)部氣流速度較高，氣流與穿孔板之間的摩擦損失增加。消聲蝸殼為A 組合形式時與原風機的出口A聲級隨流量變化的對比圖?？梢钥闯觯煌r下，A 型消聲蝸殼的降噪效果不同，通風機在額定工況點附近，降噪效果好; 在大流量工況下，降噪效果變差，這主要因為大流量情況下，蝸殼內(nèi)氣體流速較大，而氣體流速對吸聲材料的吸聲效果影響很大; 在小流量工況下，風機流動惡化，風機振動較大，導致振動噪聲很大以致降噪效果反而變差。與原風機相比，在額定工況點A 聲級降低約4．5 dB( A) ，在大流量工況下，A 聲級降低約3．6 dB( A) ，在小流量工況下，A 聲級降低約1．9 dB( A) 。