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綜上所述，本文通過結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響進行研究，簡要分析了各部件結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行的影響。葉輪進口處的流道變窄會使前盤處脫流區域變大，從而導致金屬葉輪內部損失增加。主要從集流器優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響、窩殼優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響、電機優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響，以及葉片形狀優化對鍋爐風機金屬葉輪穩定運行影響四個方面進行分析，為保證金屬葉輪的穩定運行提供技術支持。各部件結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行的影響

集流器優化對鍋爐風機金屬葉輪穩定運行的影響

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，以達到提高鍋爐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運行都有很大影響，因此對集流器的結構優化是非常重要的。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運行。振動無論大小，只要符合相關技術要求即可，但是異常的、超標的振動必須及時處理，否則振動會惡化，最后造成事故和經濟損失。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，但是集流器喉部到葉輪進口階段容易發生邊界層分離現象，增加鍋爐風機的損失，導致離心風機效率降低。因此，必須優化集流器結構，通過減小集流器的錐度、增加喉部半徑的方式，提高離心風機的效率，保證金屬葉輪的平穩運行。

煤礦生產中， 掘進工作面是主要的產塵環節。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。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運行。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鍋爐風機的重要結構，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。山東冠熙環保設備有限公司對集流器進行改進，在鍋爐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。

鍋爐風機流體的數學模型

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值計算中，假設流體為連續等溫不可壓縮的牛頓流體穩態運動而且各組分之間沒有化學反應。因此提高蝸殼型線設計水平，不僅能改善風機氣動性能，還能達到降低噪聲的效果。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。

為改善鍋爐風機受氣體粘性影響導致流動分離加劇的現象，在傳統蝸殼型線設計理論的基礎上，研究氣體粘性力矩對蝸殼壁線分布的影響，并采用動量矩修正方法對其進行改型設計。另外，為真實反映風機內流場分布情況，在標準k-ε 計算模型的擴散項中加入粘性應力作用，使其高計算誤差降低至3%。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，對穩定進口氣流，保證氣流的均勻及穩定有更明顯的作用。對比分析改型前后風機數值模擬計算和試驗測量結果可知，采用修改的k-ε 模型進行計算發現改型后風機內旋渦強度減小，蝸殼出口靠近蝸舌處流動分離得到改善。試驗結果表明：改型鍋爐風機出口靜壓提升約25Pa，較大全壓效率較原型機提升約10%。

同時，由于蝸殼張開度擴大能夠抑制流動分離，使蝸舌附近區域的旋渦強度及其影響區域減小，從而有效地降低了多翼離心風機噪聲2.5dB。多翼離心風機廣泛應用于國民經濟的各個領域，是工業生產中主要耗能設備之一，蝸殼作為離心風機中不可或缺的基本元件，其結構的不對稱性及內部流動的復雜性會對葉輪出口氣流角造成較大影響，使其沿圓周方向呈現出明顯的不對稱性。而在風機實際運行過程中，鍋爐風機葉輪出口氣流與蝸殼壁面間存在強烈的非定常干涉，使得蝸殼壁面成為風機的主要噪聲源。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。因此提高蝸殼型線設計水平，不僅能改善風機氣動性能，還能達到降低噪聲的效果。目前國內外學者對離心風機蝸殼型線的研究，主要集中在尋找能真實反映蝸殼內流體流動狀態的設計方法。