離心引風機進氣箱出口處（葉輪進口處）水平橫向截面速度的矢量圖及云圖，從圖中可以看出，雖然其出口幾何結構是對稱的，然而在出口處其流速為不均勻分布，靠進氣方向處流速較高，被進氣方向速度較低，氣流經彎頭轉彎后，流速分布比較紊亂，從而使得進入風機葉輪的流速不均勻，與文獻的研究結果一致，這是導致離心風機效率低的原因之一。5）與實驗測試結果對比分析，結果表明采用數(shù)值模擬研究風機性能是可行的。

進氣箱內的流動損失

進氣箱的流動損失可以通過數(shù)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(shù)。由于進氣箱出口速度大致與葉輪的進口速度一樣。

進氣箱對離心風機性能的影響可知在進氣箱出口與離心引風機葉輪進口處存在渦旋現(xiàn)象，研究中發(fā)現(xiàn)該渦旋與流量大小有關，在大流量區(qū)渦旋不明顯，且位于進氣箱側的葉輪葉套的進口處，隨著流量的減小，渦旋形狀更加的明顯，并向進氣箱出口方向B側偏移?？梢钥闯?，原始風機葉輪流道內靠近出口處形成渦旋，主要原因是葉片出口附近存在較為嚴重的邊界層分離現(xiàn)象。離心引風機葉片表面存在附面層，隨著葉輪旋轉，吸力面和壓力面附面層的結構和形態(tài)是不同的。離心引風機集流器的壓力用Tecplot軟件對模擬結果進行后處理，可以對離心風機集流器的受壓進行對比分析。

1）離心引風機在進氣箱出口與葉輪進口處有渦旋產生，其位置與流量大小相關，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)風機內部流場存在偏心現(xiàn)象。

3）加進氣箱后離心引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，進氣箱內部流場的復雜性以及出口速度的不均勻性對風機內部的流場分布產生了影響。

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）與實驗測試結果對比分析，結果表明采用數(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， 提出對離心引風機圓弧形集流器加米字支撐架改造。葉輪進口處的流道變窄會使前盤處脫流區(qū)域變大，從而導致金屬葉輪內部損失增加。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。

整機壓力云圖分布

通過Fluent 軟件對掘進工作面離心風機進行流場數(shù)值模擬，模擬得出在同流量下，加米字集流器和普通集流器離心風機壓力云圖可以看出，風機靜壓從進口至出口逐漸增大，在蝸殼外達到較大。試驗在符合ISO3745標準的半消聲室中進行，其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈，消聲室截止頻率100Hz，本底噪聲為26dB(A)。加米字集流器風機進口靜壓明顯高于普通集流器離心風機， 其較大靜壓達到2 510 Pa，普通集流器達到1 440 Pa；加米字風機的全壓較大可達5 860 Pa，而普通集流器較大達到4 260 Pa。

離心引風機集流器的壓力用Tecplot 軟件對模擬結果進行后處理，可以對離心風機集流器的受壓進行對比分析。進氣箱對離心風機性能的影響可知在進氣箱出口與離心引風機葉輪進口處存在渦旋現(xiàn)象，研究中發(fā)現(xiàn)該渦旋與流量大小有關，在大流量區(qū)渦旋不明顯，且位于進氣箱側的葉輪葉套的進口處，隨著流量的減小，渦旋形狀更加的明顯，并向進氣箱出口方向B側偏移。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內部流場受壓分布所示， 離心引風機米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa，到集流器出口達到-18 000 Pa，壓差10 000 Pa；普通圓弧形集流器入口壓力為-8 000 Pa，到集流器出口達到-16 000 Pa，壓差8 000 Pa，小于米字形集流器。同時也可以看出，加米字形集流器壓力梯度變化趨勢比普通圓弧形集流器平緩，對穩(wěn)定進口氣流，保證氣流的均勻及穩(wěn)定有更明顯的作用。

本文以離心引風機為研究對象，對4 種組合方式的消聲蝸殼進行了試驗測量，研究了每一種組合的降噪效果及對風機氣動性能的影響。試驗結果表明:由于穿孔板相對于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力，導致加裝穿孔板后的風機壓力和效率在整個測試工況范圍內都有不同程度的降低。試驗在符合ISO3745 標準的半消聲室中進行，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) 。試驗裝置和測試系統(tǒng)按照國家標準GB/T1236－2000《工業(yè)通風機用標準化風道進行性能試驗》和GB/T2888－91《離心引風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法》的要求設計、制造、測試。離心引風機進氣口端連接符合GB/T 1236 規(guī)定的風機性能試驗進氣試驗裝置。使用智能壓力風速風量儀測出PL3 位置的靜壓和PL5 處的流量壓差，然后再根據其他測量的數(shù)據算出風機全壓和靜壓試驗裝置。

試驗采用進口堵片方式調節(jié)流量，從大流量至小流量共選取8 個工況點，分別測試每個工況點的風機流量、壓力、功耗和噪聲。離心引風機流體的數(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。后計算風機標況下流量、全壓、全壓效率、總A 聲級。本試驗風機的結構簡圖，在風機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，空腔內填充超細玻璃棉，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。選用的穿孔板采用板厚1 mm，孔徑6 mm，穿孔率約為22%。各種加裝吸聲結構組合，風機蝸殼內部的通流結構尺寸和原風機一致。