通過數(shù)值計算方法，觀察離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的流動情況，通過收縮蝸殼180°~360°之間的型線，改進(jìn)后的離心風(fēng)機(jī)出口靜壓，出口全壓和風(fēng)機(jī)效率都有所提高。

Beena D. Baloni等采用實(shí)驗(yàn)方法，對具有相同葉輪，鼓風(fēng)機(jī)蝸殼采用等環(huán)量法與等平均速度法成型的離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明采用等平均速度法成型的蝸殼內(nèi)部氣流的速度梯度與壓力梯度都小于采用等環(huán)量法成型的蝸殼，內(nèi)部流動情況更優(yōu)。本文主要完成設(shè)計鼓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)值計算，在瞬態(tài)數(shù)值計算結(jié)果穩(wěn)定后，采用FW-H模型計算設(shè)計風(fēng)機(jī)的氣動噪聲值。

鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)用廣泛，但由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、葉道較長導(dǎo)致其內(nèi)部流動損失較大，效率較低。復(fù)雜的葉片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其加工工藝復(fù)雜，在批量生產(chǎn)時葉片模具制造的成本較大，一般企業(yè)都只單件生產(chǎn)甚至不生產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品的供不應(yīng)求。因此本文采用數(shù)值計算得方法，找到鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動損失的根源，改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動特性，提高風(fēng)機(jī)的綜合性能。研究結(jié)果表明，鼓風(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)部的流動損失，降低了風(fēng)機(jī)的效率。

根據(jù)以上分析，本文對斜槽式離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，從改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動特性出發(fā)，首先在原型機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，而后根據(jù)風(fēng)機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計方法，以合作單位的性能指標(biāo)為設(shè)計條件，完成風(fēng)機(jī)的設(shè)計工作，具體的內(nèi)容如下：

本文通過查閱大量離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計的文獻(xiàn)，深入理解了風(fēng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動特性的影響，并采用數(shù)值計算方法

(CFD)對風(fēng)機(jī)原型機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面處的等值線圖和流線圖，對風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動特性進(jìn)行了分析，為離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)提供思路。以提高鼓風(fēng)機(jī)的效率和增大其全壓為改進(jìn)目標(biāo)，對風(fēng)機(jī)的短葉片長度、增大風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑和改變風(fēng)機(jī)蝸殼蝸舌與葉輪的間隙，對風(fēng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了研究。隨著國家環(huán)保政策的不斷深入，生產(chǎn)鍋爐的環(huán)保指標(biāo)必須滿足超低排放要求。

鼓風(fēng)機(jī)模型訓(xùn)練完成后，將測試數(shù)據(jù)應(yīng)用到所建立的模型中，驗(yàn)證模型的有效性。如果所建立的鼓風(fēng)機(jī)模型滿足建模的停止條件，則應(yīng)用該模型。如果建立的模型不能滿足建模的停止條件，則需要收集更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練。本文選取RBF核函數(shù)作為LSSVM的核函數(shù)。通過網(wǎng)格搜索方法得到核參數(shù)。煤礦主通風(fēng)機(jī)采用離心風(fēng)機(jī)。本文以離心風(fēng)機(jī)為研究對象。采用LSSVM算法建立了風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型，驗(yàn)證了該方法的有效性。鼓風(fēng)機(jī)模型培訓(xùn)和測試樣本從現(xiàn)場分布式控制系統(tǒng)中獲得。采用lhs法，從離心風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)選取100組數(shù)據(jù)進(jìn)行模型培訓(xùn)，選擇50組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證，模型培訓(xùn)的停止條件為rmse<0.05。鼓風(fēng)機(jī)利用MATLAB實(shí)現(xiàn)了上述模型。圖3顯示了具有不同訓(xùn)練樣本數(shù)的預(yù)測模型的RMSE。從圖3可以看出，隨著訓(xùn)練樣本的增加，預(yù)測模型的RMSE值不斷下降，最終趨于穩(wěn)定。針對鼓風(fēng)機(jī)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)使用不足、建模周期長的問題，提出了一種基于較小二乘支持向量機(jī)（LSSVM）和拉丁超立方體采樣（LHS）的大型離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測方法。當(dāng)訓(xùn)練樣本數(shù)為30時，模型滿足訓(xùn)練停止條件。當(dāng)模型滿足停止條件時，即使使用30個訓(xùn)練樣本，模型的預(yù)測值也與實(shí)際值進(jìn)行比較。由圖4可以看出，該模型能較好地預(yù)測離心風(fēng)機(jī)的出力，預(yù)測值與實(shí)際數(shù)據(jù)吻合較好。

1）鼓風(fēng)機(jī)在進(jìn)氣箱出口與葉輪進(jìn)口處有渦旋產(chǎn)生，其位置與流量大小相關(guān)，渦旋的存在導(dǎo)致葉輪流道發(fā)生了堵塞，是離心風(fēng)機(jī)效率降低的原因之一。

2）加進(jìn)氣箱后，風(fēng)機(jī)葉輪尾緣的“尾跡-射流”現(xiàn)象更加的嚴(yán)重，且在小流量區(qū)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場存在偏心現(xiàn)象。

3）加進(jìn)氣箱后鼓風(fēng)機(jī)不僅效率有所降低，其全開流量與壓力與無進(jìn)氣箱相比也有所下降，加進(jìn)氣箱后離心風(fēng)機(jī)較優(yōu)工況點(diǎn)向小流量區(qū)偏移，進(jìn)氣箱內(nèi)部流場的復(fù)雜性以及出口速度的不均勻性對風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場分布產(chǎn)生了影響。

4）相比于無進(jìn)氣箱的情況下，加進(jìn)氣箱后，風(fēng)機(jī)隨流量的增加，噪聲提升的更快，且在大流量區(qū)明顯高于不帶進(jìn)氣箱的噪聲。

5）與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果對比分析，結(jié)果表明采用數(shù)值模擬研究風(fēng)機(jī)性能是可行的。

為了提高掘進(jìn)工作面離心風(fēng)機(jī)導(dǎo)流效果， 提出對鼓風(fēng)機(jī)圓弧形集流器加米字支撐架改造。通過建立離心風(fēng)機(jī)幾何模型和數(shù)值模型,并施加邊界條件，利用Fluent 軟件對加米字圓弧集流器和普通圓弧集流器離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了整機(jī)內(nèi)部流場數(shù)值模擬， 采用Tecplot 軟件進(jìn)行后處理，顯示同流量下離心風(fēng)機(jī)的壓力云圖。一般情況下，稱蝸殼與轉(zhuǎn)軸之間的走漏為外走漏，但由于外走漏的值比較小，一般忽略不計。