為了減少引風(fēng)機(jī)蝸舌與葉輪間隙過大造成的流量損失，第三種改進(jìn)方案適當(dāng)減小了蝸舌與葉輪間隙。但蝸殼舌與葉輪間隙過大，會(huì)增加風(fēng)機(jī)的噪聲值，降低風(fēng)機(jī)的性能。在前向離心風(fēng)機(jī)中，蝸殼舌與葉輪之間的間隙通常為葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0.07-0.15倍。原型引風(fēng)機(jī)蝸殼舌與葉輪間隙為葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0.11倍。在第三種方案中，蝸殼舌和葉輪之間的間隙分別減小到葉輪旋轉(zhuǎn)直徑的0.07倍和0.09倍。當(dāng)蝸殼舌部間隙為葉輪間隙的0.09倍時(shí)，效果較好。可以看出，通過減小引風(fēng)機(jī)蝸殼舌片間隙，蝸殼舌片附近的低壓渦在設(shè)計(jì)流量條件下消失，同時(shí)蝸殼內(nèi)部氣體再次減少。在風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲預(yù)測中，建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，介紹了復(fù)雜流場的數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行了考慮三維流場的氣動(dòng)噪聲預(yù)測計(jì)算，研究了流場結(jié)構(gòu)對(duì)引風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲的影響。在設(shè)計(jì)流量條件下，通過改變蝸舌與葉輪之間的間隙，可以有效地提高風(fēng)機(jī)的總壓，降低風(fēng)機(jī)所需的扭矩，提高風(fēng)機(jī)效率2.1%。

（1）本文詳細(xì)介紹了引風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算過程，包括模型建立、網(wǎng)格化（預(yù)處理）、導(dǎo)入求解計(jì)算、后處理等。采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)斜槽風(fēng)機(jī)的不同流動(dòng)條件進(jìn)行了計(jì)算。得到了由SSTK-U湍流模型計(jì)算的總壓、效率和實(shí)驗(yàn)值的誤差值?？倝汉托实妮^大誤差分別為4%和7%。以出口壓力作為衡量離心風(fēng)機(jī)性能的指標(biāo)，采用LSSVM建立離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型。驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）通過觀察風(fēng)機(jī)不同截面上的總壓和速度等值線，可以得出離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律：由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，在葉輪入口產(chǎn)生較大的負(fù)壓值，使空氣從集塵器進(jìn)入葉輪。在葉輪中，由于葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和葉片對(duì)氣體的作用，葉輪內(nèi)部沿徑向由內(nèi)向外移動(dòng)，總壓值逐漸增大。較大總壓力位于葉輪出口外緣和葉片壓力面。由于葉片壓力面速度較大，吸力面速度較小，形成了尾流結(jié)構(gòu)。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同時(shí)，大型風(fēng)機(jī)可以通過聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)直接聯(lián)接，稱為D傳動(dòng)。

引風(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)了一種引風(fēng)機(jī)葉片，用于模擬魚類的彎曲姿態(tài)。引風(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。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。01325*105pa，初始溫度t=293K，軸向入口速度=18m/s，所有旋轉(zhuǎn)壁（如前盤、后盤、葉輪葉片等）的輸入速度n=1450r/min，其他非旋轉(zhuǎn)壁（如蝸殼）的輸入速度為零。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，引風(fēng)機(jī)魚形葉片的風(fēng)機(jī)噪聲頻率主要分布在中頻段，說明引風(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。

本文以引風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)4 種組合方式的消聲蝸殼進(jìn)行了試驗(yàn)測量，研究了每一種組合的降噪效果及對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響。試驗(yàn)在符合ISO3745 標(biāo)準(zhǔn)的半消聲室中進(jìn)行，其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈，消聲室截止頻率100 Hz，本底噪聲為26 dB( A) 。試驗(yàn)裝置和測試系統(tǒng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1236－2000《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)》和GB/T2888－91《引風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測量方法》的要求設(shè)計(jì)、制造、測試。引風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口端連接符合GB/T 1236 規(guī)定的風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)進(jìn)氣試驗(yàn)裝置。短葉片為截短半徑的前葉片，其余部分與長葉片結(jié)構(gòu)相同，所有葉片出口安裝角度為140度。使用智能壓力風(fēng)速風(fēng)量儀測出PL3 位置的靜壓和PL5 處的流量壓差，然后再根據(jù)其他測量的數(shù)據(jù)算出風(fēng)機(jī)全壓和靜壓試驗(yàn)裝置。

試驗(yàn)采用進(jìn)口堵片方式調(diào)節(jié)流量，從大流量至小流量共選取8 個(gè)工況點(diǎn)，分別測試每個(gè)工況點(diǎn)的風(fēng)機(jī)流量、壓力、功耗和噪聲。最后計(jì)算風(fēng)機(jī)標(biāo)況下流量、全壓、全壓效率、總A 聲級(jí)。本試驗(yàn)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，在風(fēng)機(jī)蝸板和前后蓋板上可分別固定穿孔鋼板，穿孔板與蝸殼本體之間形成10 mm 的空腔，空腔內(nèi)填充超細(xì)玻璃棉，形成消聲蝸殼。以此形成4 種消聲蝸殼組合: A 組合，周向蝸板有消聲層;B 組合，蝸殼后蓋板有消聲層; C 組合，周向蝸板和后蓋板有消聲層; D 組合，周向蝸板和前蓋板有消聲層。選用的穿孔板采用板厚1 mm，孔徑6 mm，穿孔率約為22%。Baloni等采用實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)具有相同葉輪，引風(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(dòng)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(dòng)情況更優(yōu)。各種加裝吸聲結(jié)構(gòu)組合，風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的通流結(jié)構(gòu)尺寸和原風(fēng)機(jī)一致。