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叶片形状优化对离心式风机型号金属叶轮稳定运行的影响

叶片的结构优化对离心风机金属叶轮平稳运行有着重要的影响。目前很多学者研究了叶片出口安装角的结构优化以及叶片高度的结构优化，但是对于叶片形状的结构优化研究得较少。集流器的结构形式对气流的流动损失以及金属叶轮的平稳运行都有很大影响，因此对集流器的结构优化是非常重要的。气流在叶片的不同区域的流动有很大的不同。在叶轮前盘，气流的流动方式主要是轴向流动。在叶轮的中后盘，气流的流动方式主要是径向流动。通过这种方式，达到叶轮前盘向中后盘送风，使叶轮中后盘出风的目的。由此可见，通过对叶片形状进行优化设计，可以在一定程度上增加叶片的送风量以及有效通道的宽度，使得离心风机的效率得到提高，从而保证金属叶轮的平稳运行。

离心式风机型号具有体积小、压力系数高等一系列优点，在工业、农业等各个领域都得到广泛应用，是人们生产生活中必不可少的一种机器设备。离心风机主要由集流器、蜗壳、电机以及叶片四个部件组成。离心式风机型号的噪声在小流量区，带进气箱的离心风机噪声低于不带进气箱，随着流量的增加，带进气箱的风机噪声显著提高，在大流量区，明显的高于不带进气箱的噪声。各部件的结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行起着重要的作用。随着科学技术的发展以及生活水平的提高，对离心式风机型号进行结构优化越来越受到人们的关注。因此本文通过对集流器优化、蜗壳优化、电机优化以及叶片形状进行优化，来观察结构优化之后的离心风机对金属叶轮稳定运行的影响，以促进离心风机的生产工作朝着更完善、更健康的方向发展。

以4-73No.8D 离心风机为研究对象，对比了适配进气箱的两种不同导流器，并测试了噪声；一种包含复杂形状进气箱与旋转叶轮一体的离心式风机型号的算法，可以很好的揭示斜流风机内部流动的特征；对电站锅炉离心式风机型号进气箱三维粘性流场进行了数值模拟，分析了进气箱内气体流动特性的影响，并对进气箱的设计和改造提出了建议；Li Jingyin对有无进气箱的轴流风机进行了数值分析，并着重分析了进气箱内部的流动对轴流风机效率下降的影响。本文基于CFX 软件，对有无进气箱两种离心风机，分别建立了数值计算模型，进行了三维数值模拟分析，研究离心式风机型号其内部流场特性。并与实验的实测数据进行对比分析，验证数值计算结果的合理性。本文将对加米字支撑架的集流器和普通圆弧形集流器进行整机数值模拟，***分析这2种结构形式对掘进工作面的粉尘的导流效果，并对比其对风机性能的影响，为掘进工作面降尘效率的提高提供理论依据。本文采用一种特殊设计的进气箱，这种形式的进气箱削弱了气流在90°转弯过程中的能量损失，在转弯处气流更加的平稳，加速过程更加的均匀。该进气箱进口为矩形，出口为与集流器相连的圆形。通过solidworks 建立的两种形式的三维模型，两种模型除进气箱外其他尺寸相同。

在标准进气风管测试装置上，对离心式风机型号及在风机蜗壳周向板、前盖板、后盖板等部位分别加装吸声材料后，测试了不同结构形式下风机性能和噪声特性。试验结果表明:相比原风机，蜗壳周向板与后盖板同时加装吸声材料效果较好，设计工况下A声级能够降低7．2dB(A)，在小流量工况下，吸声蜗壳的降噪效果变差;根据风机噪声频谱，穿孔板加玻璃棉吸声蜗壳的吸声性能中高频好于低频，风机基频噪声在设计点能够降低12．5dB(A);离心式风机型号加装吸声材料后风机气动性能会略有下滑，压力和效率都有不同程度的降低。离心风机广泛应用于锅炉引风、***空调系统等多个领域，为人们的生产生活带来了极大的便利。离心式风机是工业生产中应用广泛的通用辅助设备，而风机噪声尤其大型风机噪声很大，严重影响人的身心健康，所以降低风机噪声有着重要的意义。由于蜗壳壁面是离心风机主要的气动噪声源，蜗壳不消声时，声波在风机蜗壳内连续反射，形成一个混响声场，声压级较高。采用消声蜗壳后，被吸收的声能多，被反射的声能少，其声场的声压级就会降低。

对于离心式风机型号消声蜗壳降噪效果的研究，国内外很多学者都做了不少的研究工作。Bartenwerfer等将蜗板外侧消声部分的外壳做成方形，里面填充消声材料对离心风机进行降噪试验研究，使改进后的风机A声级降低了9～12dB(A)。其在风机中的流动要遵循质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律3个基本物理守恒定律的支配。刘晓良等研究了消声蜗壳消声材料厚度、空腔厚度等对风机降噪效果的影响，结果表明:适当增加消声材料厚度或空腔厚度可以提高消声蜗壳的降噪效果。到目前为止，对消声蜗壳的研究基本都集中在周向蜗板上加装消声材料，对风机侧板加消声材料的消声蜗壳降噪效果研究得还比较少。