风机作为各行各业的配套产品，广泛应用于地铁通风、矿冶通风、楼宇换气通风，空调设备等。然而，风机作为工业生产中主要的能源消耗设备及噪声来源之一，其科技含量的提升和加工制造工艺的创新与优化对节约资源和环境保护有着重要的意义。据统计，风机的电能消耗约占全国发电量的8～10%，因此提高风机的效率和运行效率是十分必要的。Seung-heo等人[64]将叶片的线性后缘改为S形后缘，结果表明，S型后缘叶片能有效地降低空调风机的噪声，使风机噪声降低到2。

风机广泛应用于钢铁、水泥、化工等特种行业。其结构特点是叶轮的宽径比小、内外径比小、由长短叶片间隔且均匀分布，性能特点是压力系数高、流量系数小，因此通常应用于高压小流量的场合，但由于叶轮叶道较长，导致其内部流动损失较大，通常效率较低。并且由于其叶片结构复杂，加工困难，加工成本较高，经济效益差，所以很多风机企业放弃了批量生产的计划，甚至不生产，造成了市场货源短缺，因此进一步的研究如何提高风机效率，改善其加工工艺具有十分重要的意义。针对风机机存在的以上问题，提出了“XQ斜槽式离心风机流场关键部件改进设计研究”的课题。本课题与某风机企业合作，对此型号风机结构进行改进设计，提高其性能。利用CFX商用软件对燃气轮机轮缘密封进行了稳态和瞬态数值研究。该课题的成功进行不仅会提高风机的效率，降低能源消耗，还会将风机的科学设计理念带入企业，改善现在中、小、微风机企业粗放型生产的现状。

计算了风机叶轮进口直径与叶轮出口外径之比，即3258.0/20dd=从第1步开始，设计风机的比转速为15.5998。可以看出，所设计的风机是一种低比转速风机。得到了不同比转速下风机进出口外缘直径的比值范围。结果表明，所设计的风机满足风机的设计要求，可以继续后续的设计工作。入口攻角是指入口角与叶片相对速度和圆周切线之间的差。它与圆周切线的夹角等于叶片入口角1aβ，因此攻角为零。当风机流量小于设计流量时，经向速度mc1减小，入口相对速度与圆周切线方向的夹角小于叶片进口角1aβ，迎角为正。当流量大于设计流量时，子午线速度mc1增大，入口速度与圆周切线的夹角大于叶片入口角度1aβ，风机迎角为负。根据叶轮流道断面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线成形的数学模型。前叶轮1Aβ值一般在40~60之间。由于适当增大了前风机的迎角和安装角，可以减小风机叶片通道的流量损失。因此，当迎角为6.04时，1aβ值为45。

煤矿生产中， 掘进工作面是主要的产尘环节。粉尘不仅严重危及采掘工作面人员的身体健康，而且容易造成重大事故隐患。采用除尘风机对掘进工作面进行降尘是主要降尘方式之一。但是，由于工作面粉尘极易随风四处扩散，如何将粉尘定向导入离心风机，提高除尘效率，是亟待解决的问题。其中集流器是引导粉尘气体进入风机的重要结构，其结构形式对风机性能有很大的影响。有关研究表明圆弧形集流器对提高风机性能效果好。A风机入口挡板开启80%时，风机电流为146A，B风机入口挡板开启80%时，风机电流为145。山东冠熙环保设备有限公司对集流器进行改进，在风机集流器内部的侧壁上固定若干条肋组成的“米”字支撑架。

本文将对加米字支撑架的集流器和普通圆弧形集流器进行整机数值模拟，重点分析这2 种结构形式对掘进工作面的粉尘的导流效果，并对比其对风机性能的影响，为掘进工作面降尘效率的提高提供理论依据。

风机流体的数学模型

粉尘流体在风机中流动的物理条件较为复杂，影响因素较多，因此在离心风机的数值计算中，假设流体为连续等温不可压缩的牛顿流体稳态运动而且各组分之间没有化学反应。其在风机中的流动要遵循质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律3 个基本物理守恒定律的支配。在设计流量条件下，通过改变蜗舌与叶轮之间的间隙，可以有效地提高风机的总压，降低风机所需的扭矩，提高风机效率2。