離心風機對比分析
在額定轉速下， 假定風機進出口處截面上動壓靜壓均勻分布，對風機進口、出口壓力及壓差，集流器進出口壓力及其壓差進行統計。取點方法：在截面中心為軸心，周邊均勻取了20 個點，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-4 389.0 pa 和-2 252.9 pa，而普通圓弧形集流器的壓差為-982.9 pa 和-32.1 pa，相比可以看出，離心風機 加米字形集流器導流效果比普通圓弧形集流器好。但是同流量下，普通圓弧形集流器比加米字形集流器風機壓差大，有效值大2 366 pa，風機全壓差加米字形比普通圓弧形小2 350.8 pa，減少的這部分能量用于摩擦---。說明集流器經過改造提高了粉塵流的導流能力，提高了風機的性能。
本文對掘進工作面離心風機集流器結構進行了改進研究。并對改進前、后的結構的集流器導流效果做了理論分析。然后應用fluent 流體軟件對其進行了數值建模分析， 充分認識離心分機內部流場流體的流動規律，并得到集流器及整個風機的壓力云圖，截面所受阻力云圖，并取點做了統計分析。研究結果表明：離心風機加米字形集流器使集流器進出口壓差增加，明顯地起到對粉塵流場的導流作用。但是集流器由于增加米字形支撐架，造成集流器截面的摩擦力增大，消耗了風機的一部分動能。但對大型除塵離心風機總體來看，采用該結構---減少制造難度和加工成本，提高了經濟效益。
幾何模型建立與網格劃分
計算模型采用掘進工作面4-72-5.6a 防爆防腐蝕的離心式通風機，其主要參數：電機功率22 kw，轉速2 930 r/min，流量10 122~25 736 m3/h，全壓4 152~2 330 pa。其主要由進風口、集流器、葉輪和蝸殼組成。
離心風機集流器中添加了米字形結構與環形擋環。風機結構復雜且葉片外形不規則，因此生成結構化網格比較困難，相反非結構化網格適應能力強，9-26離心風機，在處理復雜結構時有利于網格的自適應。
因此離心風機采用四面體非結構化網格。使用ansys 軟件中的cfd 軟件進行網格劃分，加米字形集流器模型網格數1 072 503，網格節點數184 910；普通圓弧形模型網格數1 296 832，網格節點數223 847。以離心風機在掘進工作面環境下的運行工況為依據，進行離心風機參數設置：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 建立的幾何模型導入fluent 中并對幾何模型的邊界條件計算參數進行設定。其中入口類型采用速度進口，出口設為壓力邊界條件，本計算采用的樣機是礦用式離心風機， 出口靜壓可以近似為0，蝸殼內壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5，集流器、葉輪、蝸殼等各流體區域結合處的公共面采用interface邊界類型面， 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤、后盤和轉軸的內外表面一起定義為旋轉壁面。環境壓力為101 325 pa，取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計算時采用--- 壓力速度耦合方法進行。
將離心風機模型導入icem 進行網格劃分，網格劃分過程中對離心風---鍵部位要進行加密處理，如葉輪、集流器、蝸舌、進氣箱的轉角處等。對風機的進口與出口適當延長，以---計算的穩定性。考慮到離心風機結構的復雜且不規則性，本文采用非結構四面體網格進行劃分，其中無進氣箱的離心風機網格數量約370萬，網格為0.3以上；帶進氣箱的離心風機網格數量為380萬，網格為0.3以上。
離心風機采用標準k-?模型，壁面函數為scalable，數值計算方法為---求解格式，求解格式為一階格式。由于通風機轉速低，馬赫數小，可認為氣流為不可壓縮定常流動。進口給定流量，德州離心風機，出口給定靜壓，壁面條件為無滑移邊界，轉速為1 480r/min，并將流動區域分為靜止域與旋轉域，兩者通過interface連接，9-16離心風機，連接模型為普通連接，南通離心風機，坐標變換為轉子算法，網格連接方式為ggi。本文所研究的某離心風機葉輪有均布的16 個前向的大小葉片，其內部流場較為復雜，為了揭示離心風機內的流場特性，對風機進行全三維數值模擬。先單獨分析了進氣箱內部流場特性，然后對進氣箱與風機進行一體化分析，研究進氣箱對離心風機性能的影響。
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