為了減少引風機蝸舌與葉輪間隙過大造成的流量損失，第三種改進方案適當減小了蝸舌與葉輪間隙。但蝸殼舌與葉輪間隙過大，會增加風機的噪聲值，降低風機的性能。精細計算引風機流體數(shù)值模擬方法的缺點是在直接數(shù)值計算中，網(wǎng)格尺寸要求很小，導致計算量的增加。在前向離心風機中，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。原型引風機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。當蝸殼舌部間隙為葉輪間隙的0.09倍時，效果較好?？梢钥闯?，通過減小引風機蝸殼舌片間隙，蝸殼舌片附近的低壓渦在設(shè)計流量條件下消失，同時蝸殼內(nèi)部氣體再次減少。在設(shè)計流量條件下，通過改變蝸舌與葉輪之間的間隙，可以有效地提高風機的總壓，降低風機所需的扭矩，提高風機效率2.1%。

（1）本文詳細介紹了引風機的數(shù)值計算過程，包括模型建立、網(wǎng)格化（預處理）、導入求解計算、后處理等。采用數(shù)值計算方法對斜槽風機的不同流動條件進行了計算。（2）通過觀察原型風機和斜槽風機葉片通道的流線圖，可以看出設(shè)計風機的長、短葉片吸力面分離較弱，但沒有強渦流區(qū)。得到了由SSTK-U湍流模型計算的總壓、效率和實驗值的誤差值?？倝汉托实妮^大誤差分別為4%和7%。驗證了數(shù)值計算結(jié)果的準確性。

（2）通過觀察風機不同截面上的總壓和速度等值線，可以得出離心風機的內(nèi)部流動規(guī)律：由于葉輪的旋轉(zhuǎn)，在葉輪入口產(chǎn)生較大的負壓值，使空氣從集塵器進入葉輪。離心風機及內(nèi)部三維流場的計算辦法依據(jù)作業(yè)原理的不同風機能夠分為容積式、葉片式和噴射式三種。在葉輪中，由于葉輪的轉(zhuǎn)動和葉片對氣體的作用，葉輪內(nèi)部沿徑向由內(nèi)向外移動，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)。

引風機的設(shè)計原理是根據(jù)單調(diào)加速度原理確定圓形和圓錐形集熱器的收縮率。為了減少集熱器內(nèi)空氣的流動損失，集熱器的等效收縮角應為40~60。為了了解三維流場結(jié)構(gòu)對氣動噪聲的影響，在氣動噪聲預測中，采用條帶理論方法確定葉片表面的氣動參數(shù)。（引風機集熱器喉部，即圖4.8所示的B點，不宜過快，即其直徑不宜過小，否則集熱器減速段擴散角過大。引風機錐形收割機擴散段的減速規(guī)律應與葉輪進口氣流的減速規(guī)律基本一致。此外，減速段的外形應與靠近葉輪入口的前葉輪的外形相匹配。穩(wěn)態(tài)（穩(wěn)態(tài)）通常是指計算域中任何物理量的分布不隨時間變化。

引風機瞬態(tài)問題是指物理量在計算域中的分布隨時間變化的問題。實際中沒有穩(wěn)定性，但對于某些工程問題，可采用穩(wěn)態(tài)近似計算。在遠場噪聲計算中，隨著受流點到葉輪中心距離的增加，風機噪聲值呈下降趨勢。在近似穩(wěn)態(tài)計算中，通常忽略瞬態(tài)波動或在計算模型中引入全局時間平均值以消除瞬態(tài)效應。穩(wěn)態(tài)計算簡化了計算模型，但在實際工程計算中，穩(wěn)態(tài)計算模型在特定場合的應用，可以減少對計算資源的需求，方便計算值的后處理?？紤]時間效應，引風機瞬態(tài)計算模型可以在計算域內(nèi)求解物理量隨時間的變化。在某些問題中，必須采用瞬態(tài)數(shù)值計算，如氣動問題中的渦脫落計算、旋轉(zhuǎn)機械中的靜動態(tài)干擾、失速和喘振、多相流問題中的自由面和氣泡動力學、網(wǎng)格問題、瞬態(tài)傳熱問題等。

研究結(jié)果表明，引風機葉片結(jié)構(gòu)復雜，不僅使風機難以加工，而且增加了風機內(nèi)部的流動損失，降低了風機的效率。為了提高引風機的總壓和效率，對斜槽離心風機進行了改進和設(shè)計。采用數(shù)值計算方法對斜槽離心風機的內(nèi)部流動進行了分析，并根據(jù)內(nèi)部流動規(guī)律進行了相應的改進和設(shè)計工作。在原風機電機不變的情況下，風機葉輪直徑由2557mm增加到2624mm，葉片類型發(fā)生變化。通過查閱大量的離心風機優(yōu)化設(shè)計文獻，深入了解風機不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對風機內(nèi)部流動特性的影響，并采用數(shù)值計算方法建立風機三維模型，劃分網(wǎng)格，引風機采用N-S方程，結(jié)合W。利用SSTK-U湍流模型，模擬了斜通道風機的原型。通過對樣機計算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)的比較，詳細分析了SSTK-U湍流模型的精度，為離心風機數(shù)值計算選擇湍流模型提供了良好的參考。通過觀察風機不同截面的等值線和流線圖，分析了風機的內(nèi)部流動特性，為離心風機的改進提供了思路。在斜槽離心風機樣機的基礎(chǔ)上，提出了三種改進方案：向內(nèi)延長風機短葉片可減少短葉片吸力面分離，提高風機效率2.3%；增大風機葉輪旋轉(zhuǎn)直徑可提高總壓。風機的壓力值，效率基本不變，增大蝸殼舌與風機葉輪之間的間隙，可使風機總壓值提高到4711pa，效率提高2.1%。