目前中壓離心風(fēng)機(jī)的湍流數(shù)值模擬方法有直接數(shù)值模擬法、雷諾時(shí)間平均法和大渦模擬法。每個(gè)湍流模型都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于直接數(shù)值模擬方法，其優(yōu)點(diǎn)是可以在不引入經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ图僭O(shè)的情況下模擬流場(chǎng)中各尺寸的湍流波動(dòng)，因此被稱(chēng)為精準(zhǔn)的湍流波動(dòng)。精細(xì)計(jì)算中壓離心風(fēng)機(jī)流體數(shù)值模擬方法的缺點(diǎn)是在直接數(shù)值計(jì)算中，網(wǎng)格尺寸要求很小，導(dǎo)致計(jì)算量的增加。它通常需要較大的內(nèi)存和快速的CPU，因此在實(shí)際工程中很難應(yīng)用。雷諾時(shí)間平均法是工程中常用的數(shù)值模擬方法。中壓離心風(fēng)機(jī)通過(guò)引入雷諾應(yīng)力的封閉方程，可以求解時(shí)間平均雷諾方程。其優(yōu)點(diǎn)是避免了直接數(shù)值模擬計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題，但這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭贿m用于有限的環(huán)境。直接數(shù)值模擬（DNS）是瞬時(shí)湍流控制方程的直接解。DNS的較大優(yōu)點(diǎn)是它不需要對(duì)湍流進(jìn)行任何簡(jiǎn)化或近似。理論上，可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。9%，總壓值由4626pa提高到5257pa，均滿(mǎn)足合作單位的性能要求。然而，直接中壓離心風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬所需的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大，計(jì)算量大。目前，只有一些簡(jiǎn)單的流動(dòng)機(jī)理可以研究，如室內(nèi)空氣流動(dòng)、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動(dòng)過(guò)程中的碰撞磨損等。

穩(wěn)態(tài)解常被用作瞬態(tài)分析解的初始值。中壓離心風(fēng)機(jī)采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)鋸齒后緣離心風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)噪聲進(jìn)行了數(shù)值研究。在數(shù)值計(jì)算過(guò)程中，采用SSTK-U湍流模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，穩(wěn)態(tài)結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。對(duì)風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)和噪聲進(jìn)行了計(jì)算、分析和研究。利用CFX商用軟件對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)輪緣密封進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)數(shù)值研究。結(jié)果表明，中壓離心風(fēng)機(jī)考慮靜、動(dòng)葉相互作用和靜葉非定常尾跡等實(shí)際流動(dòng)特性，用瞬態(tài)計(jì)算方法得到的靜盤(pán)密封效率低于穩(wěn)態(tài)計(jì)算得到的靜盤(pán)密封效率。然而，瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。對(duì)液力變矩器的流場(chǎng)進(jìn)行了瞬態(tài)計(jì)算，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了液力變矩器內(nèi)的實(shí)際流量。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)誤差很小，證明了瞬態(tài)計(jì)算方法對(duì)液力變矩器流場(chǎng)分析的正確性和有效性。中壓離心風(fēng)機(jī)采用穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)計(jì)算方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了計(jì)算。因此，采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分進(jìn)氣道上部，并對(duì)靠近壁面和葉片的網(wǎng)格進(jìn)行加密。在瞬態(tài)計(jì)算中，穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。在瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定后，計(jì)算出設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的噪聲值。

改造后，對(duì)兩臺(tái)中壓離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，包括全負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)、改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)和風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下所示。（1）滿(mǎn)負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)：鍋爐滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)氧含量維持在2.5%，爐內(nèi)負(fù)壓維持在0-50pa，鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行2小時(shí)后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)膳_(tái)引風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)。滿(mǎn)足機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷要求。風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。在數(shù)值計(jì)算過(guò)程中，采用SSTK-U湍流模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，穩(wěn)態(tài)結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。

（2）改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)：風(fēng)機(jī)改造后，鍋爐正常運(yùn)行1小時(shí)，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。采集風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)，并與改造前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。鍋爐滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流降低48A。

（3）中壓離心風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)：冷態(tài)下，風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度為80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流達(dá)到設(shè)計(jì)值。A風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為146A，B風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為145.6A，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論

（1）與改造前后引風(fēng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，A風(fēng)機(jī)效率提高17.2%，B風(fēng)機(jī)效率提高13.8%。正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開(kāi)度為50%~55%，風(fēng)機(jī)電流95~100A，滿(mǎn)足機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行要求。

（2）改造后中壓離心風(fēng)機(jī)電耗降低26384 kWh，增壓風(fēng)機(jī)電耗降低52159 kWh，合計(jì)77543 kWh，輔助電耗降低0.5%。

（3）改造后，取消風(fēng)機(jī)冷卻水，風(fēng)機(jī)軸承高溫度為55C，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)排除冷卻水，每年可節(jié)約約5萬(wàn)噸水。

（4）通過(guò)中壓離心風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告和實(shí)際運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)改造能滿(mǎn)足運(yùn)行要求，節(jié)電效果明顯。

中壓離心風(fēng)機(jī)模型訓(xùn)練完成后，將測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)用到所建立的模型中，驗(yàn)證模型的有效性。如果所建立的中壓離心風(fēng)機(jī)模型滿(mǎn)足建模的停止條件，則應(yīng)用該模型。如果建立的模型不能滿(mǎn)足建模的停止條件，則需要收集更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練。本文選取RBF核函數(shù)作為L(zhǎng)SSVM的核函數(shù)。通過(guò)網(wǎng)格搜索方法得到核參數(shù)。煤礦主通風(fēng)機(jī)采用離心風(fēng)機(jī)。本文以離心風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象。采用LSSVM算法建立了風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)模型，驗(yàn)證了該方法的有效性。中壓離心風(fēng)機(jī)模型培訓(xùn)和測(cè)試樣本從現(xiàn)場(chǎng)分布式控制系統(tǒng)中獲得。采用lhs法，從離心風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)選取100組數(shù)據(jù)進(jìn)行模型培訓(xùn)，選擇50組試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證，模型培訓(xùn)的停止條件為rmse<0.05。中壓離心風(fēng)機(jī)利用MATLAB實(shí)現(xiàn)了上述模型。圖3顯示了具有不同訓(xùn)練樣本數(shù)的預(yù)測(cè)模型的RMSE。從圖3可以看出，隨著訓(xùn)練樣本的增加，預(yù)測(cè)模型的RMSE值不斷下降，終趨于穩(wěn)定。當(dāng)中壓離心風(fēng)機(jī)流量小于設(shè)計(jì)流量時(shí)，經(jīng)向速度mc1減小，入口相對(duì)速度與圓周切線(xiàn)方向的夾角小于葉片進(jìn)口角1aβ，迎角為正。當(dāng)訓(xùn)練樣本數(shù)為30時(shí)，模型滿(mǎn)足訓(xùn)練停止條件。當(dāng)模型滿(mǎn)足停止條件時(shí)，即使使用30個(gè)訓(xùn)練樣本，模型的預(yù)測(cè)值也與實(shí)際值進(jìn)行比較。由圖4可以看出，該模型能較好地預(yù)測(cè)離心風(fēng)機(jī)的出力，預(yù)測(cè)值與實(shí)際數(shù)據(jù)吻合較好。