以管道離心風機為研究對象，利用NUMECA 軟件對其葉片進行開縫數(shù)值模擬，結(jié)果表明，開縫對風機內(nèi)部流場有一定優(yōu)化作用，并依據(jù)葉輪流場和風機性能的改善情況，確定了較優(yōu)的開縫角度和開縫位置，在較優(yōu)開縫方案下，流體在流道出口的速度比較均勻一致，且風機全壓提高4.25%，效率提高1.49%。結(jié)果表明，數(shù)值計算方法可以定性地計算出風機的噪聲值，但由于計算值與實驗值之間存在較大誤差，無法替代噪聲的實驗研究。

風機屬于通用機械類。它們廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門。風機是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設備。據(jù)統(tǒng)計，風機用電量約占全國總用電量的9%。目前，離心風機在我國能源系統(tǒng)中占有很大的比重。通過對方程的簡化處理，管道離心風機按照等邊基元法和不等邊基元法可以快速完成蝸殼型線的繪制。因此，提高離心風機的性能對于工礦企業(yè)節(jié)能增效具有重要意義。管道離心風機的節(jié)能方法主要是從運行調(diào)整和結(jié)構(gòu)改造兩個方面進行的，對運行調(diào)節(jié)的研究非常廣泛；管道離心風機結(jié)構(gòu)改造主要包括換流器的安裝、動靜葉的改造等，目前對風機葉片開槽技術(shù)的研究還不多見。而且工程應用不廣泛。清華大學等人通過對長、短葉片的開槽，使離心風機的性能曲線變平，區(qū)變寬，使非設計性能更好。對葉片弦縫進行了研究，改善了葉柵周圍的壓力分布，降低了總壓損失15.8%。研究了吸入點和回流點的位置，即狹縫的位置，并提出了良好的建議。楊科等人對航空工業(yè)風力機的開槽問題進行了研究。模擬了不同攻角下的上、下風面開槽和自下而上的開槽。分析了不同工況下的流場和流線分布。結(jié)果表明，開槽對改善風力機靜失速特性非常有益。

管道離心風機廣泛應用于冶金、化工、鋼鐵、水泥等重工業(yè)。最后根據(jù)試驗后的實測數(shù)據(jù)，確定了引風機和電動機的選型設計，包括風機設計參數(shù)。其結(jié)構(gòu)特點是整體結(jié)構(gòu)緊湊，葉輪寬徑比小，內(nèi)、外徑比小，長、短葉片分布均勻，壓力系數(shù)高，流量系數(shù)小，因此常用于高壓、小流量場合。針對風機效率低、加工工藝復雜等缺點，提出了一種改進的風機效率設計方案，并采用CFD數(shù)值計算方法進行了分析驗證。

本文對風機進行改進和設計的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型計算斜槽風機樣機的流量。數(shù)值計算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)吻合較好，證明了該計算模型和數(shù)值計算方法的可行性。通過對管道離心風機不同截面的等值線和流線的觀測，分析了葉輪通道內(nèi)流動損失的原因。管道離心風機其他部分的網(wǎng)格生成是通過先劃分區(qū)域，然后手動劃分網(wǎng)格來完成的。通過控制葉片吸力面邊界層的分離，降低了風機的內(nèi)部流動損失。針對風機內(nèi)部流動狀況，提出了三種不同的改進方案。在改進方案不能滿足性能要求的情況下，對風機進行了重新設計。為了使風機葉片通道內(nèi)的流動更加合理，根據(jù)葉輪通道截面面積逐漸變化的原理，建立了風機葉片型線形成的數(shù)學模型，并根據(jù)該數(shù)學模型完成了風機葉片型線的設計。風機葉片的設計采用“雙圓弧”成形方法，不僅簡化了風機的加工工藝，而且使風機的總壓力提高到5257pa，效率提高到68%。后介紹了離心風機的瞬態(tài)計算方法，分析了瞬態(tài)計算中時間步長的選擇原則。采用瞬態(tài)數(shù)值方法對新設計的風機內(nèi)部流動進行了數(shù)值模擬。在瞬態(tài)計算結(jié)果穩(wěn)定后，管道離心風機采用FW-H模型計算了設計風機的氣動噪聲，遠場噪聲值為58dB。

隨著國家環(huán)保政策的深化，為了響應國家環(huán)保節(jié)能政策，在線生產(chǎn)鍋爐的環(huán)保指標必須滿足超低排放要求。因此，對我廠脫硝系統(tǒng)進行了改造：將原SNCR SCR聯(lián)合脫硝方式改為SCR脫硝方式，改造后取消原增壓風機，原引風機出力不能滿足機組滿負荷要求。因此，計劃對兩臺引風機進行改造。在現(xiàn)有管道離心風機的基礎上，通過對引風機葉輪的改造，在不進行電機技術(shù)改造的情況下，對引風機進行技術(shù)改造，提高引風機的出力，以滿足反硝化和靜電沉淀的總阻力。變壓器取消增壓風機后，實現(xiàn)管道離心風機的節(jié)能降耗的目的。在斜槽離心風機樣機的基礎上，提出了三種改進方案：向內(nèi)延長風機短葉片可減少短葉片吸力面分離，提高風機效率2。隨著國家環(huán)保政策的不斷深入，生產(chǎn)鍋爐的環(huán)保指標必須滿足超低排放要求。我廠對原有的反硝化系統(tǒng)和靜電沉淀進行了改造。改造后，原有引風機不能滿足機組滿負荷運行的要求。工作人員進行了技術(shù)探討，確定了管道離心風機、脫硫增壓風機的風量、風壓及系統(tǒng)抗延長性能。最后根據(jù)試驗后的實測數(shù)據(jù)，確定了引風機和電動機的選型設計，包括風機設計參數(shù)。為了提高風機出口壓力、風機輸出、滿足機組滿負荷要求和取消增壓風機運行，設計了數(shù)計算、管道離心風機選型、風機電機基礎校核、風機改造后流場計算、電機參數(shù)選擇等。