將離心式風(fēng)機(jī)型號模型導(dǎo)入ICEM 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分過程中對離心風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部位要進(jìn)行加密處理，如葉輪、集流器、蝸舌、進(jìn)氣箱的轉(zhuǎn)角處等。對風(fēng)機(jī)的進(jìn)口與出口適當(dāng)延長，以保證計算的穩(wěn)定性?？紤]到離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜且不規(guī)則性，本文采用非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進(jìn)行劃分，其中無進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)網(wǎng)格數(shù)量約370萬，網(wǎng)格質(zhì)量為0.3以上；帶進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)網(wǎng)格數(shù)量為380萬，網(wǎng)格質(zhì)量為0.3以上。內(nèi)藏電動機(jī)的長度、頭部傾角等在一定程度上影響著風(fēng)機(jī)性能和噪音。

離心式風(fēng)機(jī)型號采用標(biāo)準(zhǔn)k-?模型，壁面函數(shù)為Scalable，數(shù)值計算方法為高階求解格式，求解格式為一階格式。由于通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，馬赫數(shù)小，可認(rèn)為氣流為不可壓縮定常流動。進(jìn)口給定質(zhì)量流量，出口給定靜壓,壁面條件為無滑移邊界，轉(zhuǎn)速為1 480r/min，并將流動區(qū)域分為靜止域與旋轉(zhuǎn)域，兩者通過Interface連接，連接模型為普通連接，坐標(biāo)變換為轉(zhuǎn)子算法，網(wǎng)格連接方式為GGI。主要原因就是選用的吸聲材料超細(xì)玻璃棉在高頻率下，吸聲系數(shù)較大，因此多孔吸聲材料其吸聲效果是高頻優(yōu)于低頻的。本文所研究的某離心風(fēng)機(jī)葉輪有均布的16 個前向的大小葉片，其內(nèi)部流場較為復(fù)雜，為了揭示離心式風(fēng)機(jī)型號內(nèi)的流場特性，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行全三維數(shù)值模擬。先單獨(dú)分析了進(jìn)氣箱內(nèi)部流場特性，然后對進(jìn)氣箱與風(fēng)機(jī)進(jìn)行一體化分析，研究進(jìn)氣箱對離心風(fēng)機(jī)性能的影響。

本文以離心式風(fēng)機(jī)型號為研究對象，對4 種組合方式的消聲蝸殼進(jìn)行了試驗(yàn)測量，研究了每一種組合的降噪效果及對風(fēng)機(jī)氣動性能的影響。試驗(yàn)在符合ISO3745 標(biāo)準(zhǔn)的半消聲室中進(jìn)行，其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈，消聲室截止頻率100 Hz，本底噪聲為26 dB( A) 。試驗(yàn)裝置和測試系統(tǒng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1236－2000《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)》和GB/T2888－91《離心式風(fēng)機(jī)型號和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測量方法》的要求設(shè)計、制造、測試。15m3/s，主要尺寸參數(shù)為：離心式風(fēng)機(jī)型號蝸殼寬度b1152mm，葉輪內(nèi)徑1D210mm,葉輪外徑2D246mm，葉片進(jìn)口安裝角178A，葉片出口安裝角2160A，葉片圓弧半徑r14mm，葉片數(shù)z60。離心式風(fēng)機(jī)型號進(jìn)氣口端連接符合GB/T 1236 規(guī)定的風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)進(jìn)氣試驗(yàn)裝置。使用智能壓力風(fēng)速風(fēng)量儀測出PL3 位置的靜壓和PL5 處的流量壓差，然后再根據(jù)其他測量的數(shù)據(jù)算出風(fēng)機(jī)全壓和靜壓試驗(yàn)裝置。

試驗(yàn)采用進(jìn)口堵片方式調(diào)節(jié)流量，從大流量至小流量共選取8 個工況點(diǎn)，分別測試每個工況點(diǎn)的風(fēng)機(jī)流量、壓力、功耗和噪聲。后計算風(fēng)機(jī)標(biāo)況下流量、全壓、全壓效率、總A 聲級。本試驗(yàn)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，在風(fēng)機(jī)蝸板和前后蓋板上可分別固定穿孔鋼板，穿孔板與蝸殼本體之間形成10 mm 的空腔，空腔內(nèi)填充超細(xì)玻璃棉，形成消聲蝸殼。以此形成4 種消聲蝸殼組合: A 組合，周向蝸板有消聲層;B 組合，蝸殼后蓋板有消聲層; C 組合，周向蝸板和后蓋板有消聲層; D 組合，周向蝸板和前蓋板有消聲層。取點(diǎn)方法：在截面中心為軸心，周邊均勻取了20個點(diǎn)，之后計算取其平均值，可以看出，同流量下，加米字形集流器的靜壓和全壓差分別為-4389。選用的穿孔板采用板厚1 mm，孔徑6 mm，穿孔率約為22%。各種加裝吸聲結(jié)構(gòu)組合，風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的通流結(jié)構(gòu)尺寸和原風(fēng)機(jī)一致。

消聲蝸殼對離心式風(fēng)機(jī)型號氣動性能的影響原風(fēng)機(jī)與不同消聲組合試驗(yàn)所得的氣動性能對比如圖3 所示。試驗(yàn)結(jié)果表明: 由于穿孔板相對于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力，導(dǎo)致加裝穿孔板后的風(fēng)機(jī)壓力和效率在整個測試工況范圍內(nèi)都有不同程度的降低。試驗(yàn)采用進(jìn)口堵片方式調(diào)節(jié)流量，從大流量至小流量共選取8個工況點(diǎn)，分別測試每個工況點(diǎn)的風(fēng)機(jī)流量、壓力、功耗和噪聲。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同，當(dāng)額定轉(zhuǎn)速為3 800 r /min，在設(shè)計工況下，A 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約16．0 Pa，效率下降了約1．28%; B 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約5．0 Pa，離心式風(fēng)機(jī)型號效率下降了約0．9%; C 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約36．8 Pa，效率下降了約3．18%; D 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約45．8 Pa，效率下降了約3．28%。

主要由于安裝穿孔板的面積不同，導(dǎo)致不同消聲組合方式的摩擦損失不同。B 組合即只在風(fēng)機(jī)后蓋板上安裝穿孔板，風(fēng)機(jī)壓力損失小。不同工況下，風(fēng)機(jī)壓力和效率損失也不相同，在設(shè)計工況及偏大流量工況下，離心式風(fēng)機(jī)型號壓力和效率損失較大，效率也同步降低。主要原因是大流量工況下，蝸殼內(nèi)部氣流速度較高，氣流與穿孔板之間的摩擦損失增加。各種加裝吸聲結(jié)構(gòu)組合，風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的通流結(jié)構(gòu)尺寸和原風(fēng)機(jī)一致。消聲蝸殼為A 組合形式時與原風(fēng)機(jī)的出口A聲級隨流量變化的對比圖?？梢钥闯?，不同工況下，A 型消聲蝸殼的降噪效果不同，離心式風(fēng)機(jī)型號在額定工況點(diǎn)附近，降噪效果好; 在大流量工況下，降噪效果變差，這主要因?yàn)榇罅髁壳闆r下，蝸殼內(nèi)氣體流速較大，而氣體流速對吸聲材料的吸聲效果影響很大; 在小流量工況下，風(fēng)機(jī)流動惡化，風(fēng)機(jī)振動較大，導(dǎo)致振動噪聲很大以致降噪效果反而變差。與原風(fēng)機(jī)相比，在額定工況點(diǎn)A 聲級降低約4．5 dB( A) ，在大流量工況下，A 聲級降低約3．6 dB( A) ，在小流量工況下，A 聲級降低約1．9 dB( A) 。