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整機(jī)壓力云圖分布

通過(guò)Fluent 軟件對(duì)掘進(jìn)工作面離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行流場(chǎng)數(shù)值模擬，模擬得出在同流量下，加米字集流器和普通集流器離心風(fēng)機(jī)壓力云圖可以看出，風(fēng)機(jī)靜壓從進(jìn)口至出口逐漸增大，在蝸殼外達(dá)到較大。加米字集流器風(fēng)機(jī)進(jìn)口靜壓明顯高于普通集流器離心風(fēng)機(jī)， 其較大靜壓達(dá)到2 510 Pa，普通集流器達(dá)到1 440 Pa；加米字風(fēng)機(jī)的全壓較大可達(dá)5 860 Pa，而普通集流器較大達(dá)到4 260 Pa。

離心風(fēng)機(jī)集流器的壓力用Tecplot 軟件對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行后處理，可以對(duì)離心風(fēng)機(jī)集流器的受壓進(jìn)行對(duì)比分析。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場(chǎng)受壓分布所示， 離心風(fēng)機(jī)米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa，到集流器出口達(dá)到-18 000 Pa，壓差10 000 Pa；普通圓弧形集流器入口壓力為-8 000 Pa，到集流器出口達(dá)到-16 000 Pa，壓差8 000 Pa，小于米字形集流器。同時(shí)也可以看出，加米字形集流器壓力梯度變化趨勢(shì)比普通圓弧形集流器平緩，對(duì)穩(wěn)定進(jìn)口氣流，保證氣流的均勻及穩(wěn)定有更明顯的作用。

離心風(fēng)機(jī)與4 種消聲方式風(fēng)機(jī)的A 聲級(jí)對(duì)比。從圖中可以看出，每一種方式都有著不錯(cuò)的降噪效果，其中C 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)降噪效果好，在額定工況點(diǎn)附近總A聲級(jí)能降低約7 dB( A) ; B 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)降噪效果也比較理想，優(yōu)于A 和D 型改進(jìn)風(fēng)機(jī); A 型改進(jìn)風(fēng)機(jī)的消聲效果最差。出現(xiàn)上述情況的原因應(yīng)該是電機(jī)噪聲通過(guò)蝸殼會(huì)被放大，而沒(méi)有被吸聲材料有效吸收。但后蓋板加裝消聲材料，恰好吸收了電機(jī)的部分噪聲，因此后蓋板加裝吸聲材料降低風(fēng)機(jī)噪聲明顯。

本文對(duì)吸聲蝸殼對(duì)風(fēng)機(jī)降噪效果進(jìn)行了研究，分別對(duì)單獨(dú)蝸板、后蓋板、蝸板與后蓋板、蝸板與前蓋板加裝消聲材料的4 種方式進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)量，在離心風(fēng)機(jī)全工況范圍內(nèi)，風(fēng)機(jī)噪聲都有不同程度的降低，其中蝸板加后蓋板組合的降噪效果好。由于穿孔板摩擦損失較大，氣體流動(dòng)阻力增加，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)壓力和效率都有不同程度的降低。通過(guò)試驗(yàn)證明相對(duì)于周向蝸板加裝消聲材料，風(fēng)機(jī)后蓋板加裝消聲材料消聲效果明顯，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便風(fēng)機(jī)壓力損失小。也證明了消聲蝸殼有很好的降噪效果，并且離心風(fēng)機(jī)蝸殼尺寸雖然有一定的增大，但相對(duì)于消聲器等其他降噪方法優(yōu)勢(shì)還是很明顯的。對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝條件有限制并且對(duì)噪聲有一定要求的離心風(fēng)機(jī)，吸聲蝸殼是較好的選擇。

以離心風(fēng)機(jī)蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來(lái)優(yōu)化蝸殼型線，并用試驗(yàn)證明了良好的蝸殼型線不僅能提高風(fēng)機(jī)效率及全壓，還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢(shì)；BEENA等[11]通過(guò)應(yīng)用層次分析法（AHP），對(duì)蝸殼的重要幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)先排序，闡明了各參數(shù)對(duì)離心風(fēng)機(jī)性能的影響;離心風(fēng)機(jī)采用3種不同流量的五孔探頭，測(cè)量了風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)流體的三維流動(dòng)，得出傳統(tǒng)一維蝸殼型線設(shè)計(jì)方法忽略了風(fēng)機(jī)內(nèi)部嚴(yán)重的泄漏情況，應(yīng)根據(jù)流體實(shí)際流動(dòng)進(jìn)行修正的結(jié)論。本文在傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上，以某抽油煙機(jī)用多翼離心風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，

離心風(fēng)機(jī)采用動(dòng)量矩修正方法對(duì)其進(jìn)行性能優(yōu)化。并考慮粘性應(yīng)力的作用對(duì)原有k-ε計(jì)算模型進(jìn)行修正，以期提高數(shù)值計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度，為CFD數(shù)值模擬預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)性能的可靠性提供參考。多翼離心風(fēng)機(jī)由進(jìn)口集流器、葉輪及蝸殼組成，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n=1200r/min，設(shè)計(jì)流量Qv=0.15m3/s，主要尺寸參數(shù)為：離心風(fēng)機(jī)蝸殼寬度b1152mm，葉輪內(nèi)徑1D210mm,葉輪外徑2D246mm，葉片進(jìn)口安裝角178A，葉片出口安裝角2160A，葉片圓弧半徑r14mm，葉片數(shù)z60。為了提供更好的來(lái)流條件，給定較為準(zhǔn)確的邊界條件，本研究在利用Solidworks軟件對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行三維建模時(shí)，分別將進(jìn)風(fēng)區(qū)域和出風(fēng)區(qū)域進(jìn)行延長(zhǎng)處理，以保證進(jìn)出口氣體的流動(dòng)充分發(fā)展。另外，為了方便模型的建立，在盡量減小數(shù)值模擬誤差的前提下對(duì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的簡(jiǎn)化，