某車間4-68風機至2016年止已運行近8 年，振動一直偏大，已困擾生產多年。即使是更新了葉輪總成，并在聯軸器對中性符合允差的情況下，運行時前后兩軸承位殼振實測振動速度有效值分別達到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右，這是屬于“可容忍”的范圍，但不宜長期運行工作。經我設備人員分析，認為振動大的原因有：一是混凝土基礎過于單薄，重量不足，且運行時基礎周圍地板有明顯的顫動；二是預埋地腳螺栓有松動跡象。經上級研究，決定趁當年大修時間充足的機會，對上述存在問題整改，破除舊基礎后，按本文前述處理措施重新設計、施工新的混凝土基礎和預埋地腳螺栓。從圖中可以看出，每一種方式都有著不錯的降噪效果，其中C型改進風機降噪效果好，在額定工況點附近總A聲級能降低約7dB(A)。

開機正常生產后，該4-68風機軸承位殼振實測振動速度有效值分別降到了0.45 mm/s 和0.52 mm/s，屬“良好”級別。安裝精度不達標及其檢查處理措施安裝精度主要是指風機軸與驅動電機軸的同心度，即對中性。離心式風機聯軸器的同心度要求很高。如果聯軸器沒有找正，或是找正達不到要求，引起4-68風機振動將不可避免。LiJingyin對有無進氣箱的軸流風機進行了數值分析，并著重分析了進氣箱內部的流動對軸流風機效率下降的影響。應注意的是，即使原來同心度已經符合要求了，但是風機運行一段時間后，由于各種原因，同心度會也會發(fā)生變化，所以應注意定期檢查同心度，如發(fā)現同心度超過允許偏差了，要立即重新找正。因此，當風機發(fā)生異常的振動故障時，檢查聯軸器的對中情況是必不可少的。

4-68風機與4 種消聲方式風機的A 聲級對比。從圖中可以看出，每一種方式都有著不錯的降噪效果，其中C 型改進風機降噪效果好，在額定工況點附近總A聲級能降低約7 dB( A) ; B 型改進風機降噪效果也比較理想，優(yōu)于A 和D 型改進風機; A 型改進風機的消聲效果差。出現上述情況的原因應該是電機噪聲通過蝸殼會被放大，而沒有被吸聲材料有效吸收。這種分布不均勻的現象會直接堵塞葉輪出口，從而使葉輪發(fā)生周期性的加速或減速，進而降低離心風機的工作效率，縮小了4-68風機工作的范圍，影響了金屬葉輪的平穩(wěn)運行。但后蓋板加裝消聲材料，恰好吸收了電機的部分噪聲，因此后蓋板加裝吸聲材料降低風機噪聲明顯。

本文對吸聲蝸殼對風機降噪效果進行了研究，分別對單獨蝸板、后蓋板、蝸板與后蓋板、蝸板與前蓋板加裝消聲材料的4 種方式進行了試驗測量，在4-68風機全工況范圍內，風機噪聲都有不同程度的降低，其中蝸板加后蓋板組合的降噪效果好。由于穿孔板摩擦損失較大，氣體流動阻力增加，導致風機壓力和效率都有不同程度的降低。通過試驗證明相對于周向蝸板加裝消聲材料，風機后蓋板加裝消聲材料消聲效果明顯，且結構簡單、制造方便風機壓力損失小。也證明了消聲蝸殼有很好的降噪效果，并且4-68風機蝸殼尺寸雖然有一定的增大，但相對于消聲器等其他降噪方法優(yōu)勢還是很明顯的。為符合實際運行狀態(tài)，4-68風機進出口邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。對風機進出口安裝條件有限制并且對噪聲有一定要求的離心風機，吸聲蝸殼是較好的選擇。

將建立好的4-68風機三維模型導入ICEM 軟件進行混合網格的劃分。其中進出口和葉輪區(qū)域采用結構化網格，而蝸殼部分由于其內部結構復雜，尤其是電動機周圍結構并非規(guī)則模型，故采用適應性較強的非結構化四面體網格，具體網格如圖3 所示。綜合考慮動靜耦合區(qū)域對數值模擬預測結果的影響，在進行網格劃分時，對邊界層進行加密處理，其較低網格質量雅克比[14]在0.3 以上。為了保證數值計算結果的準確性，避免網格誤差對其模擬結果造成影響，對4-68風機進行網格無關性驗證，如表1 所示。在小流量工況下，風機流動惡化，風機振動較大，導致振動噪聲很大以致降噪效果反而變差。綜合考慮計算精度和計算效率可知，當網格數為25 萬左右時預測結果較為合理，終確定整個計算域的網格數為2513558。k-ε 模型作為為普遍有效的湍流模型，能夠計算大量的各種回流和薄剪切層流動，被廣泛應用于各類風機的數值求解計算中。

由于有梯度擴散項，模型k-ε 方程為橢圓形方程，故其特性同其他橢圓形方程，需要邊界條件：4-68風機出口或對稱軸處k / n0和/ n0。但上述邊界條件只針對高雷諾數而言，在固體壁面附近，流體粘性應力將取代湍流雷諾應力，并在臨近固體壁面的粘性底層占主要作用。而多翼離心風機由于結構尺寸小、相對馬赫數低，氣體黏性力在流體流動過程中起重要作用，因此，在實際運用過程中，標準k-ε 模型由于未充分考慮粘性力的影響，導致計算模型出現偏差。運用Visual C 將上述修正函數編寫為UDF代碼，并導入Fluent 內置Calculation module。進氣箱內的流動損失進氣箱的流動損失可以通過數值模擬計算分析，為理論研究提供參考，其大小為進氣箱出口截面的動壓乘以損失系數。為符合實際運行狀態(tài)，4-68風機進出口邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。后以CFD 計算的定常結果作為初始條件，進行非定常數值計算。