通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了風(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。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。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。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。

研究結(jié)果表明，風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅使風(fēng)機(jī)難以加工，而且增加了風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)損失，降低了風(fēng)機(jī)的效率。為了提高風(fēng)機(jī)的總壓和效率，對(duì)斜槽離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)和設(shè)計(jì)。這些方法往往需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和重復(fù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，建模周期長，成本高，存在風(fēng)機(jī)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)使用不足，造成信息資源浪費(fèi)等問題。采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)斜槽離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了分析，并根據(jù)內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)工作。通過查閱大量的離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)文獻(xiàn)，深入了解風(fēng)機(jī)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)算方法建立風(fēng)機(jī)三維模型，劃分網(wǎng)格，風(fēng)機(jī)采用N-S方程，結(jié)合W。利用SSTK-U湍流模型，模擬了斜通道風(fēng)機(jī)的原型。通過對(duì)樣機(jī)計(jì)算結(jié)果與原始測(cè)量數(shù)據(jù)的比較，詳細(xì)分析了SSTK-U湍流模型的精度，為離心風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算選擇湍流模型提供了良好的參考。通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面的等值線和流線圖，分析了風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性，為離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)提供了思路。在斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)的基礎(chǔ)上，提出了三種改進(jìn)方案：向內(nèi)延長風(fēng)機(jī)短葉片可減少短葉片吸力面分離，提高風(fēng)機(jī)效率2.3%；增大風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑可提高總壓。風(fēng)機(jī)的壓力值，效率基本不變，增大蝸殼舌與風(fēng)機(jī)葉輪之間的間隙，可使風(fēng)機(jī)總壓值提高到4711pa，效率提高2.1%。

在標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣風(fēng)管測(cè)試裝置上，對(duì)風(fēng)機(jī)及在風(fēng)機(jī)蝸殼周向板、前蓋板、后蓋板等部位分別加裝吸聲材料后，測(cè)試了不同結(jié)構(gòu)形式下風(fēng)機(jī)性能和噪聲特性。本文主要完成設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)值計(jì)算，在瞬態(tài)數(shù)值計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后，采用FW-H模型計(jì)算設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲值。試驗(yàn)結(jié)果表明:相比原風(fēng)機(jī)，蝸殼周向板與后蓋板同時(shí)加裝吸聲材料效果較好，設(shè)計(jì)工況下A聲級(jí)能夠降低7．2dB(A)，在小流量工況下，吸聲蝸殼的降噪效果變差;根據(jù)風(fēng)機(jī)噪聲頻譜，穿孔板加玻璃棉吸聲蝸殼的吸聲性能中高頻好于低頻，風(fēng)機(jī)基頻噪聲在設(shè)計(jì)點(diǎn)能夠降低12．5dB(A);風(fēng)機(jī)加裝吸聲材料后風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能會(huì)略有下滑，壓力和效率都有不同程度的降低。離心式風(fēng)機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的通用輔助設(shè)備，而風(fēng)機(jī)噪聲尤其大型風(fēng)機(jī)噪聲很大，嚴(yán)重影響人的身心健康，所以降低風(fēng)機(jī)噪聲有著重要的意義。由于蝸殼壁面是離心風(fēng)機(jī)主要的氣動(dòng)噪聲源，蝸殼不消聲時(shí)，聲波在風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)連續(xù)反射，形成一個(gè)混響聲場(chǎng)，聲壓級(jí)較高。采用消聲蝸殼后，被吸收的聲能多，被反射的聲能少，其聲場(chǎng)的聲壓級(jí)就會(huì)降低。

對(duì)于風(fēng)機(jī)消聲蝸殼降噪效果的研究，國內(nèi)外很多學(xué)者都做了不少的研究工作?？紤]到計(jì)算的準(zhǔn)確性和機(jī)器時(shí)間的消耗，后一個(gè)網(wǎng)格的數(shù)量是根據(jù)案例2的數(shù)量計(jì)算的。Bartenwerfer等將蝸板外側(cè)消聲部分的外殼做成方形，里面填充消聲材料對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行降噪試驗(yàn)研究，使改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)A聲級(jí)降低了9～12dB(A)。劉曉良等研究了消聲蝸殼消聲材料厚度、空腔厚度等對(duì)風(fēng)機(jī)降噪效果的影響，結(jié)果表明:適當(dāng)增加消聲材料厚度或空腔厚度可以提高消聲蝸殼的降噪效果。到目前為止，對(duì)消聲蝸殼的研究基本都集中在周向蝸板上加裝消聲材料，對(duì)風(fēng)機(jī)側(cè)板加消聲材料的消聲蝸殼降噪效果研究得還比較少。