鼓風機廣泛應用于冶金、化工、鋼鐵、水泥等重工業(yè)。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。通過對改進后的鼓風機的數(shù)值計算，在第二種改進方案中通過增加葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑來提高風機的總壓。

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。通過對鼓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。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%。最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。通過對樣機計算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)的比較，詳細分析了SSTK-U湍流模型的精度，為離心風機數(shù)值計算選擇湍流模型提供了良好的參考。在瞬態(tài)計算結(jié)果穩(wěn)定后，鼓風機采用FW-H模型計算了設計風機的氣動噪聲，遠場噪聲值為58dB。

通過對鼓風機不同方案的改進，得出如下結(jié)論：向內(nèi)延長斜槽風機葉輪的短葉片，可以有效地減小風機所需的扭矩，提高風機在設計條件下的效率；當S型后緣角為5度，葉片傾角適當增大時，可有效降低空調(diào)風機噪聲。延長斜槽風機葉輪的長葉片和短葉片，可以提高風機的效率。外擴可以明顯提高風機的總壓，但隨著總壓的增大，風機所需的扭矩也隨之增大。因此，風扇的效率幾乎不變。減小斜槽離心風機樣機蝸殼與葉輪的間隙，不僅可以提高風機的總壓，而且可以降低風機所需的扭矩，提高效率2.1%。通過對鼓風機樣機內(nèi)部流動的分析，提出了三種不同的改進方案，每種方案都提高了風機的一定性能參數(shù)。

風機短葉片向內(nèi)加長，提高風機效率；通過對方程的簡化處理，鼓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。風機旋轉(zhuǎn)直徑增大，風機總壓增大；蝸殼舌與風機葉輪間隙適當減小，風機總壓和效率提高。證實了。但鼓風機仍采用復雜的曲面葉片結(jié)構(gòu)，這不會改善風機加工工藝的復雜故障，每一個改進方案都不能改善風機葉片通道內(nèi)的流動特性，使風機的總壓力值達到5000pa以上，且沖擊力較大。提高風扇的效率。如果只重新設計風機的葉輪結(jié)構(gòu)，必然會導致葉輪與風機蝸殼結(jié)構(gòu)不匹配，導致風機性能急劇下降。因此，本文采用現(xiàn)代風機設計理論，以全壓5000pa、轉(zhuǎn)速2900rmp、鼓風機的風量1300hm/3為設計目標，對風機進行了重新設計，以滿足合作公司的性能要求，提高風機的整體性能。在設計中，主要介紹了風機葉輪、蝸殼和集熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇方法，介紹了葉片結(jié)構(gòu)的選擇。

風機葉輪參數(shù)選擇葉輪是風機的主要部件，葉片是將能量傳遞給流體的部件。因此，風機葉輪的設計與風機所需的流量和壓力有很大的關系。目前國內(nèi)外葉輪主要尺寸的選擇方法不同。這是一種廣泛使用的方法。鼓風機總壓tfp與葉輪外徑、轉(zhuǎn)速n和葉片出口安裝角的關系，確定鼓風機葉輪的外徑。下面逐步介紹了風機葉輪參數(shù)的選擇方法。原型斜槽風機出口安裝角度為140度。增大前向離心風機葉片的出口安裝角，不僅可以提高風機的總壓，而且可以增加噪聲，降低風機的效率。為了降低設計風機的噪聲值，提高風機的效率，選用葉片出口安裝角2aβ為120度。在實際應用中，總壓系數(shù)不僅與葉片出口安裝角有關，而且與葉輪的相對幾何尺寸有關。通常，風扇的比轉(zhuǎn)速用來表示葉輪的不同幾何形式。在風機比轉(zhuǎn)速和葉片出口安裝角選擇完畢后，根據(jù)風機的統(tǒng)計數(shù)據(jù)繪制了鼓風機總壓系數(shù)與葉片出口安裝角（at2~beta_u）曲線的關系，并進行了計算。在現(xiàn)有鼓風機的基礎上，通過對引風機葉輪的改造，在不進行電機技術改造的情況下，對引風機進行技術改造，提高引風機的出力，以滿足反硝化和靜電沉淀的總阻力。已完成風機總壓系數(shù)的計算。