工業(yè)生產(chǎn)中的9-38風(fēng)機(jī)特別是離心式風(fēng)機(jī)應(yīng)用很廣泛，在一些生產(chǎn)裝置中甚至屬關(guān)鍵設(shè)備。粉塵不僅嚴(yán)重危及采掘工作面人員的身體健康，而且容易造成重大事故隱患。風(fēng)機(jī)的安全、可靠運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的重要保證。但由于種種原因，造成風(fēng)機(jī)超過(guò)允許范圍的振動(dòng)的現(xiàn)象并不少見(jiàn)，嚴(yán)重的劇烈振動(dòng)會(huì)造成風(fēng)機(jī)本體及其關(guān)聯(lián)設(shè)備破壞的設(shè)備事故，甚至還會(huì)造成人身安全事故。因此，必須高度重視風(fēng)機(jī)的維護(hù)檢查工作。企業(yè)的9-38風(fēng)機(jī)技術(shù)人員及其操作人員和維修人員在工作中必須對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患并及時(shí)排除，防患于未然。本文研究的目的在于針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中常用的離心式風(fēng)機(jī)運(yùn)行中易于發(fā)生的振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行研究和可采取的處理措施，應(yīng)該能對(duì)生產(chǎn)一線中從事此類設(shè)備管理和維修的人員提供借鑒意義。

9-38風(fēng)機(jī)絕大多是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作的主要由葉輪、蝸殼、軸和軸承座及一些控制附件組成，屬動(dòng)設(shè)備。以9-38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)。動(dòng)設(shè)備完全不振動(dòng)是不可能的，只是振動(dòng)的允許范圍不同而已。一般來(lái)講，大型高速風(fēng)機(jī)軸承采用軸瓦，潤(rùn)滑采用潤(rùn)滑油強(qiáng)制噴射潤(rùn)滑，高速旋轉(zhuǎn)的主軸懸浮于油膜上，正常工況時(shí)振動(dòng)很低。中小型的中低速風(fēng)機(jī)軸承采用滾動(dòng)軸承，常采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑或潤(rùn)滑油浸泡飛濺潤(rùn)滑，正常工況時(shí)振動(dòng)稍大。振動(dòng)無(wú)論大小，只要符合相關(guān)技術(shù)要求即可，但是異常的、超標(biāo)的振動(dòng)必須及時(shí)處理，否則振動(dòng)會(huì)惡化，后造成事故和經(jīng)濟(jì)損失。

將9-38風(fēng)機(jī)模型導(dǎo)入ICEM 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分過(guò)程中對(duì)離心風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部位要進(jìn)行加密處理，如葉輪、集流器、蝸舌、進(jìn)氣箱的轉(zhuǎn)角處等。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同，當(dāng)額定轉(zhuǎn)速為3800r/min，在設(shè)計(jì)工況下，A組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約16．0Pa，效率下降了約1．28%。對(duì)風(fēng)機(jī)的進(jìn)口與出口適當(dāng)延長(zhǎng)，以保證計(jì)算的穩(wěn)定性?？紤]到離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜且不規(guī)則性，本文采用非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進(jìn)行劃分，其中無(wú)進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)網(wǎng)格數(shù)量約370萬(wàn)，網(wǎng)格質(zhì)量為0.3以上；帶進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)網(wǎng)格數(shù)量為380萬(wàn)，網(wǎng)格質(zhì)量為0.3以上。

9-38風(fēng)機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)k-?模型，壁面函數(shù)為Scalable，數(shù)值計(jì)算方法為高階求解格式，求解格式為一階格式。另外，有些管道補(bǔ)償器如填料式補(bǔ)償器、波形補(bǔ)償器也可以起到減震作用。由于通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，馬赫數(shù)小，可認(rèn)為氣流為不可壓縮定常流動(dòng)。進(jìn)口給定質(zhì)量流量，出口給定靜壓,壁面條件為無(wú)滑移邊界，轉(zhuǎn)速為1 480r/min，并將流動(dòng)區(qū)域分為靜止域與旋轉(zhuǎn)域，兩者通過(guò)Interface連接，連接模型為普通連接，坐標(biāo)變換為轉(zhuǎn)子算法，網(wǎng)格連接方式為GGI。本文所研究的某離心風(fēng)機(jī)葉輪有均布的16 個(gè)前向的大小葉片，其內(nèi)部流場(chǎng)較為復(fù)雜，為了揭示9-38風(fēng)機(jī)內(nèi)的流場(chǎng)特性，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行全三維數(shù)值模擬。先單獨(dú)分析了進(jìn)氣箱內(nèi)部流場(chǎng)特性，然后對(duì)進(jìn)氣箱與風(fēng)機(jī)進(jìn)行一體化分析，研究進(jìn)氣箱對(duì)離心風(fēng)機(jī)性能的影響。

9-38風(fēng)機(jī)葉片吸力側(cè)形成的低能流積聚的“尾跡區(qū)”，形成“射流-尾流”結(jié)構(gòu)。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2510Pa，普通集流器達(dá)到1440Pa。加進(jìn)氣箱后，風(fēng)機(jī)葉輪尾緣處的“尾跡-射流”更加的嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)模型尾跡區(qū)占了比較大的空間，減少了風(fēng)機(jī)流道有效面積。在小流量區(qū)，風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場(chǎng)分布發(fā)生偏心現(xiàn)象(C 處)，葉輪流道E 側(cè)，氣體比較充實(shí)，葉輪流道F 側(cè)氣體分布較差，與原始風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)分布相比，其9-38風(fēng)機(jī)葉輪流道的充盈性差。離心風(fēng)機(jī)的效率曲線如圖6，無(wú)進(jìn)氣箱情況下在流量為2.82kg/s，壓力為3 106.23Pa 時(shí)，達(dá)到較率68.64%；加進(jìn)氣箱后在流量為1.68kg/s，壓力為2 775.54Pa，達(dá)到較率59.45%，通過(guò)與原始風(fēng)機(jī)對(duì)比可知，加進(jìn)氣箱后其較率降低8.19%。同樣由圖6 效率曲線對(duì)比圖可知,加進(jìn)氣箱后風(fēng)機(jī)整體效率降低，與原始9-38風(fēng)機(jī)相比其區(qū)域比較窄，縮短了工作區(qū)域，且加進(jìn)氣箱后較優(yōu)工況點(diǎn)向小流量區(qū)偏移。加進(jìn)氣箱后，離心風(fēng)機(jī)的全開(kāi)流量降低，與無(wú)進(jìn)氣箱相比，流量降低了16.9%。由圖7 可知，加進(jìn)氣箱不僅降低了風(fēng)機(jī)的全開(kāi)流量，其全壓也有所減少。風(fēng)機(jī)性能測(cè)試采用C 型試驗(yàn)裝置對(duì)帶進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了性能測(cè)試，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)按GB/T 1236-2017《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)》執(zhí)行。

以9-38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;9-38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。因此提高蝸殼型線設(shè)計(jì)水平，不僅能改善風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能，還能達(dá)到降低噪聲的效果。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，

9-38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。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。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：9-38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，