本文采用N-S方程和SSTK-U湍流模型計(jì)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(jì)算了設(shè)計(jì)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(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較?？梢钥闯?，通過(guò)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(jì)流量條件下消失，同時(shí)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(jì)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(jì)算，并將其澆注到ANSYS Fluent。風(fēng)機(jī)數(shù)值計(jì)算和測(cè)量的效率特性曲線表明，斜槽離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)流量為0.17kg/s，在設(shè)計(jì)工況下，風(fēng)機(jī)的計(jì)算效率為48.1%。斜槽離心風(fēng)機(jī)偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，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(méi)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(shí)，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(jì)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(dòng)損失，集熱器的等效收縮角應(yīng)為40~60。基于除塵風(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(diǎn)，不宜過(guò)快，即其直徑不宜過(guò)小，否則集熱器減速段擴(kuò)散角過(guò)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(jì)算域中任何物理量的分布不隨時(shí)間變化。

除塵風(fēng)機(jī)廠家瞬態(tài)問(wèn)題是指物理量在計(jì)算域中的分布隨時(shí)間變化的問(wèn)題。實(shí)際中沒(méi)有穩(wěn)定性，但對(duì)于某些工程問(wèn)題，可采用穩(wěn)態(tài)近似計(jì)算。流量損失會(huì)降低除塵風(fēng)機(jī)廠家的實(shí)際壓力，泄漏損失會(huì)降低風(fēng)機(jī)的流量，葉輪損失和機(jī)械損失會(huì)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(jì)算中，通常忽略瞬態(tài)波動(dòng)或在計(jì)算模型中引入全局時(shí)間平均值以消除瞬態(tài)效應(yīng)。穩(wěn)態(tài)計(jì)算簡(jiǎn)化了計(jì)算模型，但在實(shí)際工程計(jì)算中，穩(wěn)態(tài)計(jì)算模型在特定場(chǎng)合的應(yīng)用，可以減少對(duì)計(jì)算資源的需求，方便計(jì)算值的后處理?？紤]時(shí)間效應(yīng)，除塵風(fēng)機(jī)廠家瞬態(tài)計(jì)算模型可以在計(jì)算域內(nèi)求解物理量隨時(shí)間的變化。在某些問(wèn)題中，必須采用瞬態(tài)數(shù)值計(jì)算，如氣動(dòng)問(wèn)題中的渦脫落計(jì)算、旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的靜動(dòng)態(tài)干擾、失速和喘振、多相流問(wèn)題中的自由面和氣泡動(dòng)力學(xué)、網(wǎng)格問(wèn)題、瞬態(tài)傳熱問(wèn)題等。

可以看出，除塵風(fēng)機(jī)廠家樣機(jī)長(zhǎng)、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個(gè)渦，設(shè)計(jì)工況下設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)長(zhǎng)、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒(méi)有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了美國(guó)漩渦。通過(guò)比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的整體流動(dòng)性能得到了很大的提高，設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的效率得到了很大的提高。為了計(jì)算風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣動(dòng)噪聲，采用瞬態(tài)計(jì)算方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程如下所述。瞬態(tài)計(jì)算的收斂性判斷。在除塵風(fēng)機(jī)廠家瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程中，每一時(shí)間步都相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程。因此，有必要保證計(jì)算在每個(gè)時(shí)間步的收斂性。瞬態(tài)計(jì)算過(guò)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(guò)模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行計(jì)算面板中的參數(shù)maxIteration/timestep來(lái)設(shè)置。瞬態(tài)計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)的確定是瞬態(tài)解的關(guān)鍵步驟。時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致一系列問(wèn)題。如果時(shí)間步長(zhǎng)太大，一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)很難收斂和發(fā)散，時(shí)間分辨率太低。如果時(shí)間步長(zhǎng)太小，迭代次數(shù)會(huì)增加，計(jì)算開(kāi)銷也會(huì)增加。因此，設(shè)定合理的時(shí)間步長(zhǎng)是非常重要的。通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法，觀察離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的流動(dòng)情況，通過(guò)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(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)。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(jì)方法，對(duì)所設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。在離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)具體設(shè)計(jì)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(jì)算方法，對(duì)設(shè)計(jì)工況下的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了計(jì)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(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類?？梢钥闯?，所設(shè)計(jì)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(jì)方法是正確合理的。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)除塵風(fēng)機(jī)廠家的數(shù)值計(jì)算參數(shù)與風(fēng)機(jī)初始設(shè)計(jì)值的比較，可以看出設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的總壓值高于設(shè)計(jì)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(jì)算方法，對(duì)改善后的風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，能夠看出通過(guò)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(zhǎng)、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個(gè)渦，設(shè)計(jì)工況下設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)長(zhǎng)、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒(méi)有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了漩渦。通過(guò)比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的整體流動(dòng)性能得到了很大的提高，設(shè)計(jì)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(jì)算的總壓、效率和實(shí)驗(yàn)值的誤差值。

設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算

為了后期計(jì)算風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣動(dòng)噪聲，本文對(duì)離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)采用瞬態(tài)的計(jì)算方法進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。下面詳細(xì)介紹風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程。

瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程中，每一個(gè)時(shí)間步內(nèi)相當(dāng)于計(jì)算一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程。因此在每一個(gè)時(shí)間步內(nèi)都需要保證計(jì)算達(dá)到收斂。瞬態(tài)計(jì)算過(guò)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(shù)節(jié)點(diǎn)Run  Calculation面板通過(guò)參數(shù)Max Iteration/Time Step來(lái)設(shè)置。結(jié)合SSTK-U湍流模型，對(duì)斜槽風(fēng)機(jī)的原型風(fēng)機(jī)、改進(jìn)風(fēng)機(jī)和設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行了流量計(jì)算。