针对柜式离心通风机有无进气箱两种结构形式，建立了两种计算模型，利用CFX 软件对两种模型进行数值模拟，研究其内部三维流场特性，基于数值模拟结果分析了进气箱对离心风机的性能影响。数值模拟结果表明：加进气箱后，离心风机的全开流量与压力有所降低，缩短了有效工作区域；加米字风机的全压较大可达5860Pa，而普通集流器较大达到4260Pa。在柜式离心通风机内部叶轮进口处
柜式离心通风机
针对柜式离心通风机有无进气箱两种结构形式，建立了两种计算模型，利用CFX 软件对两种模型进行数值模拟，研究其内部三维流场特性，基于数值模拟结果分析了进气箱对离心风机的性能影响。数值模拟结果表明：加进气箱后，离心风机的全开流量与压力有所降低，缩短了有效工作区域；加米字风机的全压较大可达5860Pa，而普通集流器较大达到4260Pa。在柜式离心通风机内部叶轮进口处产生涡旋现象，堵塞了叶轮流道，使风机的效率和压力降低。数值模拟结果与实验测试值对比是比较吻合。进气箱是离心风机重要的组成部分，主要应用于大型离心风机与双吸离心风机。进气箱在其出口处气体发生近90°转弯，内部流场十分复杂，并造成很大的流动损失。其出口速度的不均匀性对柜式离心通风机性能影响明显，有必要对其特性进行研究。A.G.Sheard通过研究加进气箱的通风机，在柜式离心通风机叶轮进口加导流板控制叶轮进口的非均匀气流，结果表明在叶轮进口加导流板能够提高风机的全压，并得出了叶片根部断裂的原因。使用三维粒子动态分析仪（3D-PDA）对大型风机进气箱内部三维气体流场进行测量，揭示了其内部流动的基本特征，为了解进气箱流场结构和流动机理提供了依据。
柜式离心通风机进气箱出口处（叶轮进口处）水平横向截面速度的矢量图及云图，从图中可以看出，虽然其出口几何结构是对称的，然而在出口处其流速为不均匀分布，靠进气方向处流速较高，被进气方向速度较低，气流经弯头转弯后，流速分布比较紊乱，从而使得进入风机叶轮的流速不均匀，与文献的研究结果一致，这是导致离心风机效率低的原因之一。叶轮进口处的流道变窄会使前盘处脱流区域变大，从而导致金属叶轮内部损失增加。
进气箱内的流动损失
进气箱的流动损失可以通过数值模拟计算分析，为理论研究提供参考，其大小为进气箱出口截面的动压乘以损失系数。由于进气箱出口速度大致与叶轮的进口速度一样。
进气箱对离心风机性能的影响可知在进气箱出口与柜式离心通风机叶轮进口处存在涡旋现象，研究中发现该涡旋与流量大小有关，在大流量区涡旋不明显，且位于进气箱侧的叶轮叶套的进口处，随着流量的减小，涡旋形状更加的明显，并向进气箱出口方向B侧偏移。可以看出，原始风机叶轮流道内靠近出口处形成涡旋，主要原因是叶片出口附近存在较为严重的边界层分离现象。柜式离心通风机叶片表面存在附面层，随着叶轮旋转，吸力面和压力面附面层的结构和形态是不同的。柜式离心通风机集流器的压力用Tecplot软件对模拟结果进行后处理，可以对离心风机集流器的受压进行对比分析。
整机压力云图分布
通过Fluent 软件对掘进工作面离心风机进行流场数值模拟，模拟得出在同流量下，加米字集流器和普通集流器离心风机压力云图可以看出，风机静压从进口至出口逐渐增大，在蜗壳外达到较大。加米字集流器风机进口静压明显高于普通集流器离心风机， 其较大静压达到2 510 Pa，普通集流器达到1 440 Pa；不同工况下，风机压力和效率损失也不相同，在设计工况及偏大流量工况下，柜式离心通风机压力和效率损失较大，效率也同步降低。加米字风机的全压较大可达5 860 Pa，而普通集流器较大达到4 260 Pa。
柜式离心通风机集流器的压力用Tecplot 软件对模拟结果进行后处理，可以对离心风机集流器的受压进行对比分析。加米字形集流器和普通圆弧形集流器内部流场受压分布所示， 柜式离心通风机米字形集流器入口压力为-8 000 Pa，到集流器出口达到-18 000 Pa，压差10 000 Pa；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。普通圆弧形集流器入口压力为-8 000 Pa，到集流器出口达到-16 000 Pa，压差8 000 Pa，小于米字形集流器。同时也可以看出，加米字形集流器压力梯度变化趋势比普通圆弧形集流器平缓，对稳定进口气流，保证气流的均匀及稳定有更明显的作用。
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