通过实验和数值模拟研究了防爆离心风机的流场，这是研究离心风机内部流动的两种主要方法。实验方法可以得到详细而准确的结果，但实验成本高，周期长。随着计算机技术和计算流体力学（CFD）的发展，数值方法在涡轮内部流动模拟中得到了广泛的应用。采用数值方法设计了离心风机的子午线廓线。以防爆离心风机为例，进行了数值计算。结果表明，采用数值计算方法可以简单、准确地得到给定子午线分布的叶轮子午线轮廓。提高风机的设计效率，具有良好的工程实用价值。提出了一种现代离心风机的设计方法，即数值计算法。离心风机分为三部分，分别计算。迭代法考虑了这三个部分之间的相互作用。（2）通过观察风机不同截面上的总压和速度等值线，可以得出离心风机的内部流动规律：由于叶轮的旋转，在叶轮入口产生较大的负压值，使空气从集尘器进入叶轮。研究表明，上述数值计算方法可为风机的改进设计提供良好的依据。改进后的防爆离心风机效率提高，噪声降低。研究了风机叶片安装的不均匀性。结果表明，数值计算方法可以定性地计算出风机的噪声值，但由于计算值与实验值之间存在较大误差，无法替代噪声的实验研究。采用不等距离安装叶片的方法可以有效地降低风机的峰值噪声。

防爆离心风机的设计方法，对所设计风机的稳态计算结果进行了分析。在离心风机设计完成后，根据具体设计参数建立了离心风机的三维模型。第三章采用样机的数值计算方法，对设计工况下的风机进行了计算。原型风机和斜槽风机的比转速分别为13.89和11.08。根据不同的比转速，可对风机进行分类。可以看出，所设计的风机和原型风机属于不同的系列，但在全压、效率等方面都有所提高。风机叶轮参数选择叶轮是风机的主要部件，叶片是将能量传递给流体的部件。可以证明第四节风机的设计方法是正确合理的。通过对设计防爆离心风机的数值计算参数与风机初始设计值的比较，可以看出设计风机的总压值高于设计目标，效率为68%，效率比原型风机高19.9%，总压值由4626提高到4626。PA至5257PA，均满足合作单位的性能要求。

可以看出，防爆离心风机样机长、短叶片的吸力面不仅产生分离现象，而且产生两个涡，设计工况下设计风机长、短叶片的吸力面存在一些分离现象，但没有明显的分离现象。产生了漩涡。（3）根据计算出防爆离心风机的噪声频谱，可以看出设计风机的声压在1100Hz时有一个峰值，声压值为58dB。通过比较两种方法的流线图可以看出，所设计的风机的整体流动性能得到了很大的提高，设计的防爆离心风机的效率得到了很大的提高。

设计风机的瞬态计算

为了后期计算风机内部的气动噪声，本文对离心风机内部流场采用瞬态的计算方法进行了数值计算。下面详细介绍风机的瞬态计算过程。

防爆离心风机瞬态计算收敛性判断

瞬态计算过程中，每一个时间步内相当于计算一个稳态过程。因此在每一个时间步内都需要保证计算达到收敛。瞬态计算过程中存在内迭代的概念，内迭代与稳态求解的的迭代具有相同的原理。通过观察风机不同截面的等值线和流线图，分析了风机的内部流动特性，为离心风机的改进提供了思路。内迭代次数可以在模型树节点Run Calculation面板通过参数Max Iteration/Time Step来设置。

除了数值模拟和实验测量外，传统的多翼离心风机的性能改进主要集中在多翼离心风机的结构优化设计上，取得了较好的效果。王斗提出了双圆弧叶片的设计方法，解决了防爆离心风机单圆弧叶片普遍存在的进口负荷大、空分严重的问题。毛泉友采用分段设计法，叶片沿叶片高度方向设计成梯形和矩形截面。通过数值研究发现，分段设计的风机效率比原型风机提高了3.69%，防爆离心风机风量增加了16.3%。研究发现，后缘自然切割的叶片在翼型表面具有流线型设计，前盘区具有较低的循环流量，可以获得较大的空气量和总压。适用于柜式空调多翼离心风机的叶片设计。防爆离心风机叶片在不同圆弧曲率角和进口安装角组合下的风机性能。分析表明，双圆弧叶片的气动性能优于单圆弧叶片。通过对刀片的穿孔，吴先军等。将原型风机的计算结果与原始测量数据进行了比较，详细分析了SSTK-U湍流模型计算结果的准确性，即离心风机的数值计算。使部分气流从高压面流向叶片的低压面，使防爆离心风机涡流分离点移到叶片下方。这样可以降低叶片出口段分离区的涡流强度和尺度，降低噪声。然而，这种方法需要更高的处理精度。研究发现，在倾斜叶片出口角不变的情况下，与直叶片相比，风体积略有减小，但叶片通道内的流动分离度有所减小。