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鼓風(fēng)機葉片角度不可調(diào)的一級和二級葉輪的安裝角度分別為46和30。針對礦井巷道掘進中不同掘進深度所需的風(fēng)量和壓力的差異，避免了過大的風(fēng)量和壓力對淺層掘進深度井下人員正常工作的影響，設(shè)計了兩級葉片角度可調(diào)的葉輪結(jié)構(gòu)。在不同開采深度下，調(diào)整兩級葉片的角度，使之匹配，既滿足了風(fēng)量和壓力的要求，又節(jié)省了大量的電力。資源，減少風(fēng)機結(jié)構(gòu)損失。鼓風(fēng)機葉片角度可調(diào)的葉輪調(diào)節(jié)機構(gòu)采用機械傳動。每片葉片的下端是葉柄。葉片臂安裝在葉柄上。外部動力驅(qū)動刀臂通過錐齒輪和平移盤旋轉(zhuǎn)，以調(diào)整刀片角度。兩級葉輪除了葉片數(shù)不相等外，參數(shù)相同。為了減少后期試驗結(jié)果的數(shù)量，使二級葉輪的旋轉(zhuǎn)方向比一級葉輪加速氣流方向承受的負荷更大，本文選取了兩級葉輪結(jié)構(gòu)的二級葉輪作為研究對象。根據(jù)兩個葉輪的結(jié)構(gòu)尺寸，建立了實體模型，因為模態(tài)結(jié)果應(yīng)反映葉輪本身的振動特性。建模時，模型的形狀和大小應(yīng)盡可能與實際相符。同時，為了突出鼓風(fēng)機葉片角度調(diào)節(jié)機構(gòu)對葉輪整體振動特性的影響，省略了對葉輪結(jié)構(gòu)影響不大的倒棱、螺栓等工藝結(jié)構(gòu)。

鼓風(fēng)機的聲壓級可以反映人耳對聲強的響應(yīng)。四個監(jiān)測點的聲壓級可用風(fēng)機內(nèi)兩種葉片計算，比較鼓風(fēng)機四個監(jiān)測點的聲壓級，可以看出葉輪的聲壓級在穿孔前后高，低位置在風(fēng)機入口前1米，因為旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲都集中在葉輪的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速2900r/min，基頻48.3Hz。在原葉片的聲壓級譜中，中低頻有三個高峰值頻率，分別對應(yīng)于葉10片葉片的483Hz通過頻率、第二葉14片葉片的676.7Hz通過頻率和兩片葉片的1159.7Hz通過頻率。穿孔后，鼓風(fēng)機葉片周圍的流動得到改善，旋轉(zhuǎn)噪聲明顯降低。兩級葉輪中間位置氣動噪聲的1/3倍頻程分析如圖5所示。1/3倍頻程是指將頻率范圍從20Hz到20kHz分為30個部分。倍頻程的振幅越大，頻率對總聲壓級的貢獻越大。當(dāng)風(fēng)機采用原葉片時，鼓風(fēng)機葉片的頻率噪聲和寬帶噪聲對聲壓值影響較大。采用多孔葉片后，風(fēng)機的聲壓級在整個頻率范圍內(nèi)隨振幅的不同而降低，中、低頻段噪聲降低幅度大，寬帶噪聲成為風(fēng)機的主要噪聲源。

以鼓風(fēng)機帶后導(dǎo)葉的可調(diào)軸流風(fēng)機模型為研究對象，如圖1所示。風(fēng)扇由集熱器、活動葉片、后導(dǎo)葉和擴散器組成。風(fēng)機轉(zhuǎn)子葉片采用翼型結(jié)構(gòu)，動葉14片，導(dǎo)葉15片，葉輪直徑d為1500mm，鼓風(fēng)機葉頂間隙delta為4.5mm，風(fēng)機工作轉(zhuǎn)速為1200r/min，輪轂比為0.6，設(shè)計工況安裝角為32度，相應(yīng)設(shè)計流量和總壓為37.14m3_S-1和2348pa，結(jié)構(gòu)簡圖給出了葉頂間隙均勻和不均勻的方程，其中前緣間隙和后緣間隙分別為1和2。leand te表示葉片的前緣和后緣。為了保證前緣與后緣的平均間隙為4.5mm，選取六種非均勻間隙進行分析?，F(xiàn)代軸流風(fēng)機的相對徑向間隙為0.8%~1.5%[18]，改變后風(fēng)機葉尖間隙的較小相對徑向間隙為1%，滿足正常運行的要求，如表1所示。其中方案1~3為漸變收縮型，方案4~6為漸變膨脹型。控制方程包括三維穩(wěn)態(tài)雷諾時均N-S方程和可實現(xiàn)的K-E湍流模型?？蓪崿F(xiàn)的K-E模型可以有效地解決旋轉(zhuǎn)運動、邊界層流動分離、強逆壓梯度、二次流和回流等問題。鼓風(fēng)機采用分離隱式方法計算，壁面采用防滑邊界條件，壓力-速度耦合采用簡單算法。采用二階逆風(fēng)法離散了與空間有關(guān)的對流項、擴散項和湍流粘性系數(shù)，忽略了重力和壁面粗糙度的影響。