对旋式风机在不同安装角下的性能优化研究

张 岩

（西山煤电镇城底矿通风科，山西 古交 030203）

引言

对旋式通风机具有结构紧凑、噪声低、风量大的优点，被广泛应用于矿井通风系统中。该类风机具有前后两级叶片，气流通过集流器进入第一级叶轮获得能量后，再经第二级反向旋转消除并形成单一的轴向流动，因此两级叶片的结构参数对风机的运行特性具有十分重要的影响。目前多数学者对风机运行特性的研究主要集中在单个叶片的安装角或者风叶叶型结构上，对两组叶片安装角度的匹配特性研究较少，导致风机在实际运行时工作状态和理论分析结果差异性较大，全压效率和全压低，工作稳定性差，严重限制了矿井通风系统性能的进一步提升。结合对旋式通风机的结构特性，以正交组合优化设计为基础，对两级风叶在不同的安装角组合下的工作特性进行组合分析。

1 对旋式风机三维流场的建立

以对旋式通风机为例，其具有前后两级风叶，风叶叶轮的前后侧均具有导流锥，风机运行时的最大转速为540 r/min，风机轮毂的外径为900 mm，叶片的叶顶间隙为9 mm，风机动叶片的数量为12 个，静叶的数量为5 个，前叶片的安装角度为65°，后级叶片的安装角度为43°。利用三维建模软件建立风机的三维结构模型，为了确保仿真分析结果的准确性，在进行网格划分时采用了混合网格划分方案[1]，在叶轮区域采用加密网格，在其他区域则采用了结构网格，最终划分的网格数量为747 万个，能够最大程度上确保仿真分析结果的精确性，同时保证仿真分析的效率[2]，网格划分后的风机结构如图1 所示。……