通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了鼓風(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(zhǎng)。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。以鼓風(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(jiǎn)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。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。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。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)后的鼓風(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(wú)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。

離心風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算方法采用第二章所述的穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法。計(jì)算結(jié)果收斂后，將收斂結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用隱式分離法求解離散方程。鼓風(fēng)機(jī)的壓力修正采用簡(jiǎn)單算法進(jìn)行。對(duì)流項(xiàng)采用二階迎風(fēng)格式離散，擴(kuò)散項(xiàng)采用二階中心格式離散，時(shí)間項(xiàng)采用二階隱式格式離散。時(shí)間步長(zhǎng)由公式確定。最后根據(jù)試驗(yàn)后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，確定了引風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選型設(shè)計(jì)，包括風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)。離心風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力噪聲的計(jì)算離心風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲主要包括機(jī)械噪聲、電磁噪聲和空氣動(dòng)力噪聲。離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部是復(fù)雜的三維非定常渦噪聲。復(fù)雜流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)噪聲的相關(guān)性是氣動(dòng)噪聲研究中的一個(gè)難題。

為了了解三維流場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)氣動(dòng)噪聲的影響，在氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)中，采用條帶理論方法確定葉片表面的氣動(dòng)參數(shù)。近年來(lái)，風(fēng)機(jī)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的研究取得了很大進(jìn)展。在風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)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(chǎng)的數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行了考慮三維流場(chǎng)的氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算，研究了流場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲的影響。討論了如何有效地控制風(fēng)機(jī)內(nèi)部流量，降低風(fēng)機(jī)噪聲。鼓風(fēng)機(jī)采用多耦合仿生設(shè)計(jì)和數(shù)值計(jì)算方法，研究了仿生葉片的降噪機(jī)理。結(jié)果表明，仿生葉片的鋸齒后緣結(jié)構(gòu)可以有效地改變?nèi)~片后緣脫落渦的結(jié)構(gòu)和頻率，從而減小葉片表面的壓力波動(dòng)和氣流對(duì)葉片前緣的影響，使A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)提高。為了減少鼓風(fēng)機(jī)蝸舌與葉輪間隙過(guò)大造成的流量損失，第三種改進(jìn)方案適當(dāng)減小了蝸舌與葉輪間隙。風(fēng)機(jī)的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]將葉片的線性后緣改為S形后緣，結(jié)果表明，S型后緣葉片能有效地降低空調(diào)風(fēng)機(jī)的噪聲，使鼓風(fēng)機(jī)噪聲降低到2.2dB左右。當(dāng)S型后緣角為5度，葉片傾角適當(dāng)增大時(shí)，可有效降低空調(diào)風(fēng)機(jī)噪聲。

具體鼓風(fēng)機(jī)改造方案如下。

（1）對(duì)引風(fēng)機(jī)和脫硫增壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓和系統(tǒng)阻力進(jìn)行了試驗(yàn)。測(cè)量了兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)在機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)。（2）根據(jù)試驗(yàn)后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，最終確定引風(fēng)機(jī)改造方案。在原風(fēng)機(jī)電機(jī)不變的情況下，風(fēng)機(jī)葉輪直徑由2557 mm增加到2624 mm，葉片類型發(fā)生變化。增壓風(fēng)機(jī)流量1491480m3/h，增壓風(fēng)機(jī)總壓力2500pa，電機(jī)額定功率1400kw。隨著風(fēng)機(jī)葉輪直徑的增大，殼體、葉輪、輪轂和集熱器都被更換。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。

（3）引風(fēng)機(jī)軸承冷卻方式由工業(yè)水冷卻改為帶風(fēng)機(jī)軸承冷卻，降低了用水量。

鼓風(fēng)機(jī)的性能保證：

（1）風(fēng)量（Tb點(diǎn)工況，145c）：134m3/s；

（2）全壓升（Tb點(diǎn)工況，145c）：7040pa；

（3）風(fēng)機(jī)全壓升效率（BMCR）：86%，風(fēng)機(jī)輸入軸承。這兩部分的溫度監(jiān)測(cè)大多采用遙控設(shè)備完成溫度數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)測(cè)。當(dāng)然，鼓風(fēng)機(jī)溫度傳感器也是常用的設(shè)備，可以完成機(jī)組保護(hù)和溫度監(jiān)測(cè)。當(dāng)溫度超過(guò)要求時(shí)，繼電器將發(fā)出警告。（2）實(shí)驗(yàn)方法是利用先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，建立離心風(fēng)機(jī)在各種工況下的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀Ｈ绻藭r(shí)溫度變化明顯，繼電器內(nèi)部的液體裝置也會(huì)發(fā)生劇烈變化，導(dǎo)致指針旋轉(zhuǎn)。如果指針指示的值達(dá)到負(fù)載極限，將發(fā)出警報(bào)。