工業(yè)生產(chǎn)中的風機特別是離心式風機應用很廣泛，在一些生產(chǎn)裝置中甚至屬關(guān)鍵設(shè)備。風機的安全、可靠運行是實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的重要保證。但由于種種原因，離心排風機，造成風機超過允許范圍的振動的現(xiàn)象并不少見，嚴重的劇烈振動會造成風機本體及其關(guān)聯(lián)設(shè)備破壞的設(shè)備事故，甚至還會造成人身安全事故。因此，必須高度重視風機的維護檢查工作。企業(yè)的風機技術(shù)人員及其操作人員和維修人員在工作中必須對風機的運行狀況進行監(jiān)測、巡查，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患并及時排除，防患于未然。本文研究的目的在于針對工業(yè)生產(chǎn)中常用的離心式風機運行中易于發(fā)生的振動現(xiàn)象進行研究和可采取的處理措施，應該能對生產(chǎn)中從事此類設(shè)備管理和維修的人員提供借鑒意義。

風機絕大多是由電動機驅(qū)動工作的主要由葉輪、蝸殼、軸和軸承座及一些控制附件組成，屬動設(shè)備。動設(shè)備完全不振動是不可能的，只是振動的允許范圍不同而已。一般來講，大型高速風機軸承采用軸瓦，潤滑采用潤滑油強制噴射潤滑，高速旋轉(zhuǎn)的主軸懸浮于油膜上，正常工況時振動很低。中小型的中低速風機軸承采用滾動軸承，濰坊風機，常采用潤滑脂潤滑或潤滑油浸泡飛濺潤滑，正常工況時振動稍大。振動無論大小，只要符合相關(guān)技術(shù)要求即可，但是異常的、超標的振動必須及時處理，否則振動會惡化，鍋爐風機廠家，后造成事故和經(jīng)濟損失。

幾何模型建立與網(wǎng)格劃分

計算模型采用掘進工作面4-72-5.6A 防爆防腐蝕的離心式通風機，其主要參數(shù)：電機功率22 kW，轉(zhuǎn)速2 930 r/min，流量10 122~25 736 m3/h，全壓4 152~2 330 Pa。其主要由進風口、集流器、葉輪和蝸殼組成。

風機集流器中添加了米字形結(jié)構(gòu)與環(huán)形擋環(huán)。風機結(jié)構(gòu)復雜且葉片外形不規(guī)則，因此生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格比較困難，相反非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適應能力強，在處理復雜結(jié)構(gòu)時有利于網(wǎng)格的自適應。

因此風機采用四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。使用ANSYS 軟件中的CFD 軟件進行網(wǎng)格劃分，加米字形集流器模型網(wǎng)格數(shù)1 072 503，網(wǎng)格節(jié)點數(shù)184 910；普通圓弧形模型網(wǎng)格數(shù)1 296 832，網(wǎng)格節(jié)點數(shù)223 847。以離心風機在掘進工作面環(huán)境下的運行工況為依據(jù)，進行風機參數(shù)設(shè)置：流量取22 806.54 m3/h，離心引風機，流速取6.335 15 m/s， 質(zhì)量流量取7.491 3 kg/s。把Pro/E 建立的幾何模型導入Fluent 中并對幾何模型的邊界條件計算參數(shù)進行設(shè)定。其中入口類型采用速度進口，出口設(shè)為壓力邊界條件，本計算采用的樣機是礦用式離心風機， 出口靜壓可以近似為0，蝸殼內(nèi)壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5，集流器、葉輪、蝸殼等各流體區(qū)域結(jié)合處的公共面采用interface邊界類型面， 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤、后盤和轉(zhuǎn)軸的內(nèi)外表面一起定義為旋轉(zhuǎn)壁面。環(huán)境壓力為101 325 Pa，取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計算時采用SIMPLE 壓力速度耦合方法進行。

1）風機在進氣箱出口與葉輪進口處有渦旋產(chǎn)生，其位置與流量大小相關(guān)，渦旋的存在導致葉輪流道發(fā)生了堵塞，是離心風機效率降低的原因之一。

2）加進氣箱后，風機葉輪尾緣的“尾跡-射流”現(xiàn)象更加的嚴重，且在小流量區(qū)風機內(nèi)部流場存在偏心現(xiàn)象。

3）加進氣箱后風機不僅效率有所降低，其全開流量與壓力與無進氣箱相比也有所下降，加進氣箱后離心風機較優(yōu)工況點向小流量區(qū)偏移，進氣箱內(nèi)部流場的復雜性以及出口速度的不均勻性對風機內(nèi)部的流場分布產(chǎn)生了影響。

4）相比于無進氣箱的情況下，加進氣箱后，風機隨流量的增加，噪聲提升的更快，且在大流量區(qū)明顯高于不帶進氣箱的噪聲。

5）與實驗測試結(jié)果對比分析，結(jié)果表明采用數(shù)值模擬研究風機性能是可行的。

為了提高掘進工作面離心風機導流效果， 提出對風機圓弧形集流器加米字支撐架改造。通過建立離心風機幾何模型和數(shù)值模型，并施加邊界條件，利用Fluent 軟件對加米字圓弧集流器和普通圓弧集流器離心風機進行了整機內(nèi)部流場數(shù)值模擬， 采用Tecplot 軟件進行后處理，顯示同流量下離心風機的壓力云圖。

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