增加分流叶片对提高离心通风机安全性能的分析

张毅会

（山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司，山西 晋城 048400）

引言

在煤炭的开采及使用过程中，离心通风机作为常用的通风设备，为煤矿井下开采的通风提供重要的安全保障。提高离心通风机的效率，不仅可以增强煤矿通风安全能力，而且可以节约自身的能耗，提高整体的能源效率。静压、全压效率及出口径向速度是决定离心通风机性能的重要指标，依据离心通风机的原理及能量损失，设计采用分流叶片的结构，从而提高通风机的性能，提高煤矿的开采效率及安全保障。

1 离心通风机分析模型的建立

离心通风机的能量损失主要由叶片的分离涡造成，通过在两个叶片的吸力面及压力面之间增加分流叶片结构可改善能量的损失。设置主叶片与分流叶片的夹角为30°，分流叶片的型线与主叶片相同，如图1所示[1]。R0为进出口的半径差值，R1为分流叶片的径向投影长度，依据分流叶片的不同，设置不同的分流叶片R1/R0的比值分别为0.25、0.375、0.5及0.675，以此研究分流叶片对离心通风机的性能作用。

图1 分流叶片的安装角度示意图

计算流体动力学（CFD）通过有限元离散分析的形式，研究流场内的物理变化，从而确定流场的变化规律。ANSYS CFX是被广泛使用的CFD分析软件，包含多种流体介质模型，采用有限提及的方法对流场进行分析，保证仿真分析的准确性。采用ANSYS CFX软件对离心通风机的性能进行分析，需建立离心通风机的三维模型。依据离心通风机的结构尺寸建立三维模型，对叶轮区域进行网格划分，将进口及出口区域的网格控制进行加密处理，分别建立原始的叶片及不同分流叶片的结构模型，从而进行离心通风机的性能的分析。……