煤礦生產中， 掘進工作面是主要的產塵環(huán)節(jié)。粉塵不僅嚴重危及采掘工作面人員的身體健康，而且容易造成重大事故隱患。采用除塵風機對掘進工作面進行降塵是主要降塵方式之一。但是，由于工作面粉塵極易隨風四處擴散，如何將粉塵定向導入離心風機，提高除塵效率，是亟待解決的問題。其中集流器是引導粉塵氣體進入風機的重要結構，其結構形式對風機性能有很大的影響。有關研究表明圓弧形集流器對提高風機性能效果好。山東冠熙環(huán)保設備有限公司對集流器進行改進，在風機集流器內部的側壁上固定若干條肋組成的“米”字支撐架。

本文將對加米字支撐架的集流器和普通圓弧形集流器進行整機數(shù)值模擬，重點分析這2 種結構形式對掘進工作面的粉塵的導流效果，并對比其對風機性能的影響，為掘進工作面降塵效率的提高提供理論依據(jù)。

風機流體的數(shù)學模型

粉塵流體在風機中流動的物理條件較為復雜，影響因素較多，因此在離心風機的數(shù)值計算中，假設流體為連續(xù)等溫不可壓縮的牛頓流體穩(wěn)態(tài)運動而且各組分之間沒有化學反應。其在風機中的流動要遵循質量守恒定律、動量定理和能量守恒定律3 個基本物理守恒定律的支配。

綜上所述，本文通過結構優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響進行研究，簡要分析了各部件結構優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響。主要從集流器優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響、窩殼優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響、電機優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響，以及葉片形狀優(yōu)化對風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響四個方面進行分析，為保證金屬葉輪的穩(wěn)定運行提供技術支持。各部件結構優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響

集流器優(yōu)化對風機金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響

集流器的工作原理是通過將氣流均勻地送入葉輪進口截面，以達到提高風機葉輪的效率以及風機整體性能的目的。集流器的結構形式對氣流的流動損失以及金屬葉輪的平穩(wěn)運行都有很大影響，因此對集流器的結構優(yōu)化是非常重要的。在設計集流器的結構時，應確保較大程度地符合金屬葉輪附近氣流的流動情況，同時還應保證集流器內氣流的平穩(wěn)運行。集流器的類型有很多種，常用的集流器是錐弧形集流器，錐弧形集流器的氣流運行一般比較平穩(wěn)，但是集流器喉部到葉輪進口階段容易發(fā)生邊界層分離現(xiàn)象，增加風機的損失，導致離心風機效率降低。因此，必須優(yōu)化集流器結構，通過減小集流器的錐度、增加喉部半徑的方式，鍋爐離心引風機，提高離心風機的效率，保證金屬葉輪的平穩(wěn)運行。

風機葉片吸力側形成的低能流積聚的“尾跡區(qū)”，形成“射流-尾流”結構。加進氣箱后，風機葉輪尾緣處的“尾跡-射流”更加的嚴重，濟南風機，風機模型尾跡區(qū)占了比較大的空間，離心引風機，減少了風機流道有效面積。在小流量區(qū)，風機內部的流場分布發(fā)生偏心現(xiàn)象(C 處)，葉輪流道E 側，氣體比較充實，葉輪流道F 側氣體分布較差，與原始風機內部流場分布相比，其風機葉輪流道的充盈性差。離心風機的效率曲線如圖6，無進氣箱情況下在流量為2.82kg/s，壓力為3 106.23Pa 時，達到較率68.64%；加進氣箱后在流量為1.68kg/s，壓力為2 775.54Pa，鍋爐風機，達到較率59.45%，通過與原始風機對比可知，加進氣箱后其較率降低8.19%。同樣由圖6 效率曲線對比圖可知，加進氣箱后風機整體效率降低，與原始風機相比其區(qū)域比較窄，縮短了工作區(qū)域，且加進氣箱后較優(yōu)工況點向小流量區(qū)偏移。加進氣箱后，離心風機的全開流量降低，與無進氣箱相比，流量降低了16.9%。由圖7 可知，加進氣箱不僅降低了風機的全開流量，其全壓也有所減少。風機性能測試采用C 型試驗裝置對帶進氣箱的離心風機進行了性能測試，測試標準按GB/T 1236-2017《工業(yè)通風機用標準化風道進行性能實驗》執(zhí)行。

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