葉輪、蝸殼和集熱器是離心風(fēng)機(jī)的三個(gè)主要部件。下面詳細(xì)介紹了各構(gòu)件及主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究進(jìn)展。離心風(fēng)機(jī)葉輪的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：葉輪出口直徑、葉輪出口寬度、葉輪進(jìn)口直徑、離心風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口寬度、葉片數(shù)、葉片進(jìn)出口安裝角度。對(duì)于風(fēng)機(jī)的整體性能，除葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)外，葉輪葉型直接影響風(fēng)機(jī)葉片通道內(nèi)的流動(dòng)特性，對(duì)風(fēng)機(jī)的總壓和效率等性能參數(shù)也有很大的影響。目前離心風(fēng)機(jī)葉片型線主要有單圓弧葉片、雙圓弧拼接葉片、S型葉片和等減速流型葉片。此外，學(xué)者們還研究了三維葉片技術(shù)和扭葉片。根據(jù)葉片出口安裝角度的不同，葉片的安裝方式有三種：前向、徑向和后向。許多學(xué)者對(duì)上述葉片型線的性能進(jìn)行了大量的研究，并深入分析了不同葉片結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)單圓弧葉片和恒減速葉片離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，等減速流型的葉輪不僅使葉輪通道內(nèi)的壓力梯度變化更為規(guī)律，而且有效地削弱了離心風(fēng)機(jī)葉輪出口的射流尾流結(jié)構(gòu)，從而有效地降低了離心風(fēng)機(jī)的流量損失、擴(kuò)散損失和出口。與單圓弧葉片相比，有效地提高了混合損失的效率。研究結(jié)果表明，離心風(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。

離心風(fēng)機(jī)基于LSSVM算法建立了礦井離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型。采用LHS方法對(duì)礦用離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，進(jìn)一步降低了建模成本，提高了建模精度。通過實(shí)例驗(yàn)證了該方法的有效性。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中也有許多類似的離心風(fēng)機(jī)。盡管它們的大小、結(jié)構(gòu)和速度不同，但它們遵循相似的機(jī)制。因此，如何利用現(xiàn)有的相似離心風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)建立現(xiàn)有的離心風(fēng)機(jī)模型成為下一個(gè)研究方向。根據(jù)天蝎科魚類的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和渦流特性，設(shè)計(jì)了一種離心風(fēng)機(jī)葉片，用于模擬魚類的彎曲姿態(tài)。離心風(fēng)機(jī)采用數(shù)值模擬的方法，研究了傳統(tǒng)的單圓弧原型葉片和魚狀葉片對(duì)多翼離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能和噪聲的影響。為了保證離心風(fēng)機(jī)工作的可靠性，風(fēng)機(jī)的前蓋與集流器之間和蝸殼與轉(zhuǎn)軸之間，都要保持必定的空隙。通過可視化分析，發(fā)現(xiàn)在魚狀葉片的過流過程中，渦流強(qiáng)度明顯小于原型風(fēng)機(jī)，流場分布更加均勻。魚狀葉片的使用有效地減小了風(fēng)機(jī)蝸殼舌處的壓力波動(dòng)，削弱了葉片與蝸殼舌間的非定常相互作用。風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲計(jì)算分析結(jié)果表明，單弧原型葉片的風(fēng)機(jī)噪聲頻率分布在中低頻段，離心風(fēng)機(jī)魚形葉片的風(fēng)機(jī)噪聲頻率主要分布在中頻段，說明離心風(fēng)機(jī)噪聲頻率分布規(guī)律和噪聲特性兩個(gè)風(fēng)扇的啟動(dòng)路徑不同。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，魚狀葉片多葉離心風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能有了明顯的改善，風(fēng)量增加了12.5%，效率提高了5.65%，測點(diǎn)平均噪聲降低了2.78db。

葉片形狀優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的影響

葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪平穩(wěn)運(yùn)行有著重要的影響。目前很多學(xué)者研究了葉片出口安裝角的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及葉片高度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，但是對(duì)于葉片形狀的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究得較少。氣流在葉片的不同區(qū)域的流動(dòng)有很大的不同。在葉輪前盤，氣流的流動(dòng)方式主要是軸向流動(dòng)。在葉輪的中后盤，氣流的流動(dòng)方式主要是徑向流動(dòng)。由于氣體通道的粘性和形狀不同，在整個(gè)流動(dòng)過程中存在摩擦損失和渦流損失（邊界層分離、二次流、尾流損失等）。通過這種方式，達(dá)到葉輪前盤向中后盤送風(fēng)，使葉輪中后盤出風(fēng)的目的。由此可見，通過對(duì)葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以在一定程度上增加葉片的送風(fēng)量以及有效通道的寬度，使得離心風(fēng)機(jī)的效率得到提高，從而保證金屬葉輪的平穩(wěn)運(yùn)行。

離心風(fēng)機(jī)具有體積小、壓力系數(shù)高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用，是人們生產(chǎn)生活中必不可少的一種機(jī)器設(shè)備。離心風(fēng)機(jī)主要由集流器、蝸殼、電機(jī)以及葉片四個(gè)部件組成。各部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生活水平的提高，對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化越來越受到人們的關(guān)注。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。因此本文通過對(duì)集流器優(yōu)化、蝸殼優(yōu)化、電機(jī)優(yōu)化以及葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化，來觀察結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后的離心風(fēng)機(jī)對(duì)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的影響，以促進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)工作朝著更完善、更健康的方向發(fā)展。