排塵離心通風機的設(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。最后根據(jù)試驗后的實測數(shù)據(jù)，確定了引風機和電動機的選型設(shè)計，包括風機設(shè)計參數(shù)。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。（排塵離心通風機集熱器喉部，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。排塵離心通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。

排塵離心通風機瞬態(tài)問題是指物理量在計算域中的分布隨時間變化的問題。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。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。考慮時間效應，排塵離心通風機瞬態(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。

可以看出，排塵離心通風機樣機長、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)計風機長、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)計的風機的整體流動性能得到了很大的提高，設(shè)計的風機的效率得到了很大的提高。排塵離心通風機應用廣泛，但由于其葉片結(jié)構(gòu)復雜、葉道較長導致其內(nèi)部流動損失較大，效率較低。為了計算風機內(nèi)部的氣動噪聲，采用瞬態(tài)計算方法對離心風機內(nèi)部的流場進行了計算。風機的瞬態(tài)計算過程如下所述。瞬態(tài)計算的收斂性判斷。在排塵離心通風機瞬態(tài)計算過程中，每一時間步都相當于一個穩(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)置不當會導致一系列問題。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。排塵離心通風機采用公式計算時間步長。設(shè)置原則是風機轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一次。

具體排塵離心通風機改造方案如下。

（1）對引風機和脫硫增壓風機的風量、風壓和系統(tǒng)阻力進行了試驗。（3）改造后，取消風機冷卻水，風機軸承高溫度為55C，滿足設(shè)計要求。測量了兩臺引風機在機組滿負荷運行時的實際運行數(shù)據(jù)。（2）根據(jù)試驗后實測數(shù)據(jù)，終確定引風機改造方案。在原風機電機不變的情況下，風機葉輪直徑由2557 mm增加到2624 mm，葉片類型發(fā)生變化。隨著風機葉輪直徑的增大，殼體、葉輪、輪轂和集熱器都被更換。同時，為了提高風機出口擋板的密封性，對風機出口擋板、進口擋板和執(zhí)行機構(gòu)進行更換，以提高風機的效率。

（3）引風機軸承冷卻方式由工業(yè)水冷卻改為帶風機軸承冷卻，降低了用水量。

排塵離心通風機的性能保證：

（1）風量（Tb點工況，145c）：134m3/s；

（2）全壓升（Tb點工況，145c）：7040pa；

（3）風機全壓升效率（BMCR）：86%，風機輸入軸承。為了降低設(shè)計風機的噪聲值，提高風機的效率，選用葉片出口安裝角2aβ為120度。這兩部分的溫度監(jiān)測大多采用遙控設(shè)備完成溫度數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)測。當然，排塵離心通風機溫度傳感器也是常用的設(shè)備，可以完成機組保護和溫度監(jiān)測。當溫度超過要求時，繼電器將發(fā)出警告。如果此時溫度變化明顯，繼電器內(nèi)部的液體裝置也會發(fā)生劇烈變化，導致指針旋轉(zhuǎn)。如果指針指示的值達到負載極限，將發(fā)出警報。

排塵離心通風機基于LSSVM算法建立了礦井離心風機性能預測模型。采用LHS方法對礦用離心風機進行了實驗數(shù)據(jù)采集，進一步降低了建模成本，提高了建模精度。增大前向離心風機葉片的出口安裝角，不僅可以提高風機的總壓，而且可以增加噪聲，降低風機的效率。通過實例驗證了該方法的有效性。然而，在實際生產(chǎn)中也有許多類似的離心風機。盡管它們的大小、結(jié)構(gòu)和速度不同，但它們遵循相似的機制。因此，如何利用現(xiàn)有的相似離心風機數(shù)據(jù)建立現(xiàn)有的離心風機模型成為下一個研究方向。根據(jù)天蝎科魚類的運動姿態(tài)和渦流特性，設(shè)計了一種排塵離心通風機葉片，用于模擬魚類的彎曲姿態(tài)。排塵離心通風機采用數(shù)值模擬的方法，研究了傳統(tǒng)的單圓弧原型葉片和魚狀葉片對多翼離心風機氣動性能和噪聲的影響。通過可視化分析，發(fā)現(xiàn)在魚狀葉片的過流過程中，渦流強度明顯小于原型風機，流場分布更加均勻。魚狀葉片的使用有效地減小了風機蝸殼舌處的壓力波動，削弱了葉片與蝸殼舌間的非定常相互作用。風機氣動噪聲計算分析結(jié)果表明，單弧原型葉片的風機噪聲頻率分布在中低頻段，排塵離心通風機魚形葉片的風機噪聲頻率主要分布在中頻段，說明排塵離心通風機噪聲頻率分布規(guī)律和噪聲特性兩個風扇的啟動路徑不同。數(shù)值計算結(jié)果表明，魚狀葉片多葉離心風機的氣動性能有了明顯的改善，風量增加了12.5%，效率提高了5.65%，測點平均噪聲降低了2.78db。