本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型計算了除塵風(fēng)機(jī)廠家在不同工況下的穩(wěn)態(tài)，并根據(jù)公式計算了設(shè)計工況下離心風(fēng)機(jī)的壓力、軸功率和效率。在得到風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的數(shù)值結(jié)果后，將不同工況下數(shù)值結(jié)果的誤差值與樣機(jī)原始測量結(jié)果進(jìn)行了比較。可以看出，通過減小除塵風(fēng)機(jī)廠家蝸殼舌片間隙，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。在完成除塵風(fēng)機(jī)廠家三維模型的建立、計算域的離散化（網(wǎng)格化）和邊界條件的定義后，將除塵風(fēng)機(jī)廠家原型的不同工況進(jìn)行了數(shù)值計算，并將其澆注到ANSYS Fluent。風(fēng)機(jī)數(shù)值計算和測量的效率特性曲線表明，斜槽離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計流量為0.17kg/s，在設(shè)計工況下，風(fēng)機(jī)的計算效率為48.1%。斜槽離心風(fēng)機(jī)偏離設(shè)計工況時，小流量工況下效率急劇下降，大流量工況下效率變化緩慢，但效率僅為47%。斜槽離心風(fēng)機(jī)的壓力特性曲線表明，離心風(fēng)機(jī)的總壓力沒有單調(diào)變化，但隨著風(fēng)機(jī)流量的增加，斜槽離心風(fēng)機(jī)的總壓力減小。非單調(diào)壓力特性曲線表明，離心風(fēng)機(jī)阻力變化較大時，風(fēng)機(jī)風(fēng)量變化較大，風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作面積較小。

除塵風(fēng)機(jī)廠家的設(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(yīng)為40~60?；诔龎m風(fēng)機(jī)廠家的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，提出了一種基于模糊RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離心風(fēng)機(jī)建模方法。（除塵風(fēng)機(jī)廠家集熱器喉部，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(kuò)散角過大。除塵風(fēng)機(jī)廠家錐形收割機(jī)擴(kuò)散段的減速規(guī)律應(yīng)與葉輪進(jìn)口氣流的減速規(guī)律基本一致。此外，減速段的外形應(yīng)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。

除塵風(fēng)機(jī)廠家瞬態(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。流量損失會降低除塵風(fēng)機(jī)廠家的實際壓力，泄漏損失會降低風(fēng)機(jī)的流量，葉輪損失和機(jī)械損失會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)附加功率的增加，從而降低風(fēng)機(jī)的效率。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(yīng)。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(yīng)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(yīng)，除塵風(fēng)機(jī)廠家瞬態(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(jī)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(xué)、網(wǎng)格問題、瞬態(tài)傳熱問題等。

可以看出，除塵風(fēng)機(jī)廠家樣機(jī)長、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個渦，設(shè)計工況下設(shè)計風(fēng)機(jī)長、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了美國漩渦。通過比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計的風(fēng)機(jī)的整體流動性能得到了很大的提高，設(shè)計的風(fēng)機(jī)的效率得到了很大的提高。為了計算風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣動噪聲，采用瞬態(tài)計算方法對離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場進(jìn)行了計算。風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計算過程如下所述。瞬態(tài)計算的收斂性判斷。在除塵風(fēng)機(jī)廠家瞬態(tài)計算過程中，每一時間步都相當(dāng)于一個穩(wěn)態(tài)過程。因此，有必要保證計算在每個時間步的收斂性。瞬態(tài)計算過程中存在內(nèi)迭代的概念，內(nèi)迭代的原理與穩(wěn)態(tài)解的原理相同。內(nèi)部迭代次數(shù)可以通過模型樹節(jié)點的運(yùn)行計算面板中的參數(shù)maxIteration/timestep來設(shè)置。瞬態(tài)計算時間步長的確定是瞬態(tài)解的關(guān)鍵步驟。時間步長設(shè)置不當(dāng)會導(dǎo)致一系列問題。如果時間步長太大，一個時間步長很難收斂和發(fā)散，時間分辨率太低。如果時間步長太小，迭代次數(shù)會增加，計算開銷也會增加。因此，設(shè)定合理的時間步長是非常重要的。通過數(shù)值計算方法，觀察離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的流動情況，通過收縮蝸殼180°~360°之間的型線，改進(jìn)后的離心風(fēng)機(jī)出口靜壓，出口全壓和風(fēng)機(jī)效率都有所提高。除塵風(fēng)機(jī)廠家采用公式計算時間步長。設(shè)置原則是風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一次。

除塵風(fēng)機(jī)廠家的設(shè)計方法，對所設(shè)計風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果進(jìn)行了分析。在離心風(fēng)機(jī)設(shè)計完成后，根據(jù)具體設(shè)計參數(shù)建立了離心風(fēng)機(jī)的三維模型。第三章采用樣機(jī)的數(shù)值計算方法，對設(shè)計工況下的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了計算。原型風(fēng)機(jī)和斜槽風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速分別為13.89和11.08。根據(jù)不同的比轉(zhuǎn)速，可對風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類?？梢钥闯觯O(shè)計的風(fēng)機(jī)和原型風(fēng)機(jī)屬于不同的系列，但在全壓、效率等方面都有所提高?？梢宰C明第四節(jié)風(fēng)機(jī)的設(shè)計方法是正確合理的。通過對設(shè)計除塵風(fēng)機(jī)廠家的數(shù)值計算參數(shù)與風(fēng)機(jī)初始設(shè)計值的比較，可以看出設(shè)計風(fēng)機(jī)的總壓值高于設(shè)計目標(biāo)，效率為68%，效率比原型風(fēng)機(jī)高19.9%，總壓值由4626提高到4626。改善完成后按照除塵風(fēng)機(jī)廠家原型機(jī)的數(shù)值計算方法，對改善后的風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值計算，能夠看出通過向內(nèi)延伸斜槽式離心風(fēng)機(jī)的短葉片，將風(fēng)機(jī)的所需扭矩由4。PA至5257PA，均滿足合作單位的性能要求。

可以看出，除塵風(fēng)機(jī)廠家樣機(jī)長、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個渦，設(shè)計工況下設(shè)計風(fēng)機(jī)長、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了漩渦。通過比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計的風(fēng)機(jī)的整體流動性能得到了很大的提高，設(shè)計的除塵風(fēng)機(jī)廠家的效率得到了很大的提高。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。

設(shè)計風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計算

為了后期計算風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣動噪聲，本文對離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場采用瞬態(tài)的計算方法進(jìn)行了數(shù)值計算。下面詳細(xì)介紹風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計算過程。

瞬態(tài)計算過程中，每一個時間步內(nèi)相當(dāng)于計算一個穩(wěn)態(tài)過程。因此在每一個時間步內(nèi)都需要保證計算達(dá)到收斂。瞬態(tài)計算過程中存在內(nèi)迭代的概念，內(nèi)迭代與穩(wěn)態(tài)求解的的迭代具有相同的原理。內(nèi)迭代次數(shù)可以在模型樹節(jié)點Run  Calculation面板通過參數(shù)Max Iteration/Time Step來設(shè)置。結(jié)合SSTK-U湍流模型，對斜槽風(fēng)機(jī)的原型風(fēng)機(jī)、改進(jìn)風(fēng)機(jī)和設(shè)計風(fēng)機(jī)進(jìn)行了流量計算。