为研究后防爆离心式风机叶轮的流场及噪声问题，采用三维建模软件ｕｇ对现有叶轮进行逆向建模，提取出叶轮的几何模型，运用ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ对叶轮模型进行网格划分，然后采用ｆｌｕｅｎｔ软件模拟了叶轮三维粘性定常流动特性，分析了叶轮内部流动情况，在此基础上对叶轮模型进行噪声分析，得到流场模拟和噪声分析结果，为叶轮优化设计提供理论依据。本试验风机的结构简图，在风机蜗板和前后盖板上可分别固定穿孔钢板，穿孔板与蜗壳本体之间形成10mm的空腔，空腔内填充超细玻璃棉，形成消声蜗壳。

防爆离心式风机作为干燥、通风类家电产品的重要组成部件，其性能直接影响着家电产品的高低。随着现代生活对节能、等要求日益提高，开发、低噪风机成为必然趋势。离心式通风机的工作介质为气体，工作过程中会产生气动噪声、机械噪声和气固耦合噪声，其中气动噪声是主要噪声，约占到总噪声的４５％左右。风机气动噪声主要由离散噪声（旋转噪声）和湍流噪声组成。高速高压离心风机旋转噪声较高，低速低压风机以湍流噪声为主。且基频噪声和宽频噪声在风机中不同程度的存在。目前对离心式通风机降噪研究还处于试验为主的研究阶段，但试验研究成本较大、周期较长，这对防爆离心式风机产品开发非常不利。此外，影响离心式通风机气动噪声的因素众多，设计所得结果的降噪机理难以被系统揭示。因此，在分析防爆离心式风机振动故障时，应该根据振动特征具体分析，事实求是地综合考虑，只有这样，才能准确、快捷地找出振动原因，消除振动故障。数值模拟方法能够提供风机的内部流场信息和噪声分布情况，有利于准确认识离心式通风机噪声产生机理和降噪原理，为进一步推广降噪设计的方法提供依据。所以，对离心式通风机数值模拟的研究是非常---的。

叶片形状优化对防爆离心式风机金属叶轮稳定运行的影响

叶片的结构优化对离心风机金属叶轮平稳运行有着重要的影响。目前很多学者研究了叶片出口安装角的结构优化以及叶片高度的结构优化，但是对于叶片形状的结构优化研究得较少。气流在叶片的不同区域的流动有很大的不同。在叶轮前盘，气流的流动方式主要是轴向流动。在叶轮的中后盘，气流的流动方式主要是径向流动。通过这种方式，达到叶轮前盘向中后盘送风，使叶轮中后盘出风的目的。将修正前后数值计算模型预测原型机性能结果与试验值作对比分析，由数据可知，采用标准k-ε模型预测的风机性能曲线较试验值存在一定误差，其较大误差值达9。由此可见，通过对叶片形状进行优化设计，可以在一定程度上增加叶片的送风量以及有效通道的宽度，使得离心风机的效率得到提高，从而---金属叶轮的平稳运行。

防爆离心式风机具有体积小、压力系数---一系列优点，在工业、农业等各个领域都得到广泛应用，是人们生产生活中必不可少的一种机器设备。离心风机主要由集流器、蜗壳、电机以及叶片四个部件组成。各部件的结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行起着重要的作用。随着科学技术的发展以及生活水平的提高，对防爆离心式风机进行结构优化越来越受到人们的关注。而多翼离心风机由于结构尺寸小、相对马赫数低，气体黏性力在流体流动过程中起重要作用，因此，在实际运用过程中，标准k-ε模型由于未充分考虑粘性力的影响，导致计算模型出现偏差。因此本文通过对集流器优化、蜗壳优化、电机优化以及叶片形状进行优化，来观察结构优化之后的离心风机对金属叶轮稳定运行的影响，以促进离心风机的生产工作朝着更完善、更健康的方向发展。

几何模型建立与网格划分

计算模型采用掘进工作面4-72-5.6a 防爆防腐蚀的离心式通风机，其主要参数：电机功率22 kw,转速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全压4 152~2 330 pa。其主要由进风口、集流器、叶轮和蜗壳组成。

防爆离心式风机集流器中添加了米字形结构与环形挡环。风机结构复杂且叶片外形不规则，因此生成结构化网格比较困难，相反非结构化网格适应能力强，在处理复杂结构时有利于网格的自适应。

因此防爆离心式风机采用四面体非结构化网格。使用ansys 软件中的cfd 软件进行网格划分，加米字形集流器模型网格数1 072 503，网格节点数184 910；普通圆弧形模型网格数1 296 832，网格节点数223 847。以离心风机在掘进工作面环境下的运行工况为依据，进行防爆离心式风机参数设置：流量取22 806.54 m3/h，流速取6.335 15 m/s, 流量取7.491 3 kg/s。把pro/e 建立的几何模型导入fluent 中并对几何模型的边界条件计算参数进行设定。其中入口类型采用速度进口，出口设为压力边界条件，本计算采用的样机是矿用式离心风机， 出口静压可以近似为0，蜗壳内壁及叶轮壁面粗糙度均取0.5，集流器、叶轮、蜗壳等各流体区域结合处的公共面采用interface边界类型面， 将叶片的压力面和吸力面以及叶轮前盘、后盘和转轴的内外表面一起定义为旋转壁面。环境压力为101 325 pa，取粉尘流体密度ρ=1.225 kg/m3。粉尘不仅---危及采掘工作面人员的---，而且容易造成重---故---。计算时采用--- 压力速度耦合方法进行。