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，离心排风机，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，潍坊风机，全压4 152~2 330 Pa。其主要由进风口、集流器、叶轮和蜗壳组成。

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，进行风机参数设置：流量取22 806.54 m3/h，流速取6.335 15 m/s， 质量流量取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。计算时采用SIMPLE 压力速度耦合方法进行。

风机叶片吸力侧形成的低能流积聚的“尾迹区”，形成“射流-尾流”结构。加进气箱后，风机叶轮尾缘处的“尾迹-射流”更加的严重，风机模型尾迹区占了比较大的空间，减少了风机流道有效面积。在小流量区，风机内部的流场分布发生偏心现象(C 处)，叶轮流道E 侧，气体比较充实，叶轮流道F 侧气体分布较差，与原始风机内部流场分布相比，其风机叶轮流道的充盈性差。离心风机的效率曲线如图6，无进气箱情况下在流量为2.82kg/s，压力为3 106.23Pa 时，达到较***率68.64%；加进气箱后在流量为1.68kg/s，离心引风机，压力为2 775.54Pa，达到较***率59.45%，通过与原始风机对比可知，加进气箱后其较***率降低8.19%。同样由图6 效率曲线对比图可知，加进气箱后风机整体效率降低，与原始风机相比其***区域比较窄，缩短了工作区域，且加进气箱后较优工况点向小流量区偏移。加进气箱后，锅炉风机，离心风机的全开流量降低，与无进气箱相比，流量降低了16.9%。由图7 可知，加进气箱不仅降低了风机的全开流量，其全压也有所减少。风机性能测试采用C 型试验装置对带进气箱的离心风机进行了性能测试，测试标准按GB/T 1236-2017《工业通风机用标准化风道进行性能实验》执行。

工业生产中的风机特别是离心式风机应用很广泛，在一些生产装置中甚至属关键设备。风机的安全、可靠运行是实现稳定***生产的重要保证。但由于种种原因，造成风机超过允许范围的振动的现象并不少见，严重的剧烈振动会造成风机本体及其关联设备***的设备事故，甚至还会造***身安全事故。因此，必须高度重视风机的维护检查工作。企业的风机技术人员及其操作人员和维修人员在工作中必须对风机的运行状况进行监测、巡查，及时发现故障隐患并及时排除，防患于未然。本文研究的目的在于针对工业生产中常用的离心式风机运行中易于发生的振动现象进行研究和可采取的处理措施，应该能对生产一线中从事此类设备管理和维修的人员提供借鉴意义。

风机绝大多是由电动机驱动工作的主要由叶轮、蜗壳、轴和轴承座及一些控制附件组成，属动设备。动设备完全不振动是不可能的，只是振动的允许范围不同而已。一般来讲，大型高速风机轴承采用轴瓦，润滑采用润滑油强制喷射润滑，高速旋转的主轴悬浮于油膜上，正常工况时振动很低。中小型的中低速风机轴承采用滚动轴承，常采用润滑脂润滑或润滑油浸泡飞溅润滑，正常工况时振动稍大。振动无论大小，只要符合相关技术要求即可，但是异常的、超标的振动必须及时处理，否则振动会恶化，***后造成事故和经济损失。

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