通过实验和数值模拟研究了锅炉风机的流场，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。以锅炉风机为例，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。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。改进后的锅炉风机效率提高，噪声降低。目前，在现有的离心风机损失模型中，不同部件的各种损失（如进气室损失、叶轮进口气流从轴向到径向的损失、叶轮通道损失、蜗壳损失、变工况下叶片进口冲击损失）是***计算的。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。

为了减少锅炉风机蜗舌与叶轮间隙过大造成的流量损失，第三种改进方案适当减小了蜗舌与叶轮间隙。但蜗壳舌与叶轮间隙过大，会增加风机的噪声值，降低风机的性能。在前向离心风机中，蜗壳舌与叶轮之间的间隙通常为叶轮旋转直径的0.07-0.15倍。原型锅炉风机蜗壳舌与叶轮间隙为叶轮旋转直径的0.11倍。在第三种方案中，蜗壳舌和叶轮之间的间隙分别减小到叶轮旋转直径的0.07倍和0.09倍。当蜗壳舌部间隙为叶轮间隙的0.09倍时，效果较好。可以看出，通过减小锅炉风机蜗壳舌片间隙，蜗壳舌片附近的低压涡在设计流量条件下消失，同时蜗壳内部气体再次减少。在结构化网格生成过程中，边上节点的数目发生变化，往往导致相应的边节点发生许多变化。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2.1%。

（1）本文详细介绍了锅炉风机的数值计算过程，包括模型建立、网格化（预处理）、导入求解计算、后处理等。采用数值计算方法对斜槽风机的不同流动条件进行了计算。得到了由SSTK-U湍流模型计算的总压、效率和实验值的误差值。总压和效率的较大误差分别为4%和7%。锅炉风机采用多耦合仿生设计和数值计算方法，研究了仿生叶片的降噪机理。验证了数值计算结果的准确性。

（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。在叶轮中，由于叶轮的转动和叶片对气体的作用，叶轮内部沿径向由内向外移动，总压值逐渐增大。较大总压力位于叶轮出口外缘和叶片压力面。由于叶片压力面速度较大，吸力面速度较小，形成了尾流结构。斜槽离心风机偏离设计工况时，小流量工况下效率急剧下降，大流量工况下效率变化缓慢，但效率仅为47%。

一台带有循环通道和扩散器的后向锅炉风机的噪声值。利用FW-H噪声计算模型和实验方法，得到了风机叶片和扩压器表面的表面力脉动和垂直速度。得到了噪声计算所需的数据，成功有效地完成了风机噪声预测任务。锅炉风机在瞬态流场稳定后，用ffowcs-williams-hawkings方程计算设计风机的气动噪声，该方程主要描述了流场与动壁相互作用产生的气动噪声。在声学模拟理论的基础上，得到了运动固体边界与流体相互作用产生的噪声。方程右边的三个项分别代表流体。流体边界处的位移噪声、波动噪声和体积噪声分别属于单极源、偶极源和四极源。本文计算的流体是不可压缩的，单极和四极的源项可以忽略不计。锅炉风机噪声的计算和结果分析表明，在设计风机出口外的计算区，有1100Hz的声压峰值，声压值为58dB。噪声观测点在距叶轮旋转中心2米4米处产生。离心风机结构参数试验模型为2900转/分斜槽离心风机，传动方式为A型传动。风机噪声值的计算表明，1100Hz时有一个声压峰值。在远场噪声计算中，随着受流点到叶轮中心距离的增加，风机噪声值呈下降趋势。

针对锅炉风机历史运行数据使用不足、建模周期长的问题，提出了一种基于较小二乘支持向量机（LSSVM）和拉丁超立方体采样（LHS）的大型离心风机性能预测方法。以出口压力作为衡量离心风机性能的指标，采用LSSVM建立离心风机性能预测模型。采用LHS方法对离心风机的进口温度、进口压力、进口流量和转速进行了采集，并对采集的数据进行了归1化处理，用于LSSVM模型的训练。通过试验数据对模型进行了验证。有效性。结果表明，锅炉风机基于LSSVM和LHS的大型离心风机性能预测方法能够充分利用现有的风机数据信息，快速、准确地预测风机性能。离心风机的主要作用是保证空气供给，稀释***气体，降低煤尘浓度，对煤矿安全生产具有重要意义。改造后，对两台锅炉风机进行性能评价试验，包括全负荷风机数据试验、改造前后数据试验和风机较大出力试验数据，如下所示。通风机性能稳定直接关系到地下设备的可靠运行和人员的安全。锅炉风机性能预测控制和运行优化是建立在准确的性能预测模型基础上的，因此建立准确的风机性能预测模型具有十分重要的意义。

建立锅炉风机性能预测模型的主要方法有三种：

（1）应用数学、流体力学和流场理论建立离心风机模型，预测离心风机的性能。

（2）实验方法是利用***的测量技术，建立离心风机在各种工况下的实验模型。

（3）基于计算机技术，利用各种CFD（计算流体力学）数值模拟技术建立离心风机性能预测模型。