以礦井對旋軸流局部通風(fēng)機(jī)為研究對象，進(jìn)行了風(fēng)機(jī)葉片的穿孔設(shè)計，建立了引風(fēng)機(jī)葉片穿孔前后風(fēng)機(jī)的總體模型，并進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)模擬和噪聲預(yù)測。結(jié)果表明，葉片穿孔能有效地抑制葉片非工作面葉尖泄漏和渦流的產(chǎn)生和脫落，從而降低了兩級葉輪通過頻率的聲功率級和聲壓值。寬帶噪聲是穿孔后的主要噪聲源。對旋軸流風(fēng)機(jī)存在振動大、噪聲大的問題。由于煤礦工作的性質(zhì)，風(fēng)機(jī)必須始終處于高效運行狀態(tài)，以保證井下有足夠的新鮮空氣。持續(xù)的引風(fēng)機(jī)噪音會讓地下工作者感到分心，無法集中注意力。嚴(yán)重的噪音會對人的聽力、視力、神經(jīng)系統(tǒng)等造成傷害。較大的振動和噪聲也會影響風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低其使用壽命。研究引風(fēng)機(jī)噪聲產(chǎn)生的原因及其防治方法，對提高井下工作環(huán)境質(zhì)量，保證礦井安全生產(chǎn)具有重要意義。方開祥模擬了一臺小型散熱風(fēng)扇的流場，設(shè)計了葉片的穿孔。2%，由此可確保數(shù)值模擬的真實可靠性，模擬結(jié)果可反映該風(fēng)機(jī)的實際運行狀況，并且可以用于進(jìn)一步固體域的流固耦合模擬計算。穿孔后，風(fēng)機(jī)的聲壓級降低，證實了降低穿孔噪聲的可行性。張啟順研究了風(fēng)機(jī)葉片數(shù)相匹配時，風(fēng)機(jī)內(nèi)流場和聲功率級的變化。對引風(fēng)機(jī)不同流量下產(chǎn)生噪聲的原因。實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果的比較驗證了模擬的正確性。因此，利用多孔葉片模型對風(fēng)機(jī)的噪聲進(jìn)行模擬，可為風(fēng)機(jī)降噪提供參考。

引風(fēng)機(jī)初步設(shè)計完成后，本文的氣動設(shè)計流程在初步設(shè)計中進(jìn)一步優(yōu)化了S1流面上葉片和葉片的三維疊加，從而完成了詳細(xì)的氣動設(shè)計，達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。除求解三維流場的N-S方程外，其余部分由氣動中心自己的程序完成，保證了過程的平穩(wěn)、快速。流量系數(shù)的選擇通過改變速度三角形的軸向速度來影響轉(zhuǎn)子和定引風(fēng)機(jī)葉片的擴(kuò)散系數(shù)。隨著流量系數(shù)的增大，定、轉(zhuǎn)子葉片的擴(kuò)散系數(shù)均減小。本文的初步設(shè)計方案設(shè)置為圖3中箭頭所示的方案，限制為0.55。同時，引風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)的選擇對級效率有影響：級效率隨動、靜葉進(jìn)口馬赫數(shù)的增加而降低；級效率隨流量系數(shù)的增加而降低，執(zhí)行機(jī)構(gòu)葉片損失隨T進(jìn)口載荷的增加而增加。轉(zhuǎn)子和定子葉片，而轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)口馬赫數(shù)略有增加，導(dǎo)致級效率提高；定子進(jìn)口馬赫數(shù)隨反應(yīng)性降低而增加，導(dǎo)致定子損失增加。同時，反應(yīng)性的大小意味著轉(zhuǎn)子和定子葉片需要達(dá)到的靜壓上升的大小。引風(fēng)機(jī)降噪原理和穿孔模型降噪原理在風(fēng)機(jī)運行過程中，產(chǎn)生的主要噪聲是機(jī)械噪聲和空氣動力噪聲。隨著反應(yīng)性的增加，動葉擴(kuò)壓系數(shù)增大，靜葉擴(kuò)壓系數(shù)隨反應(yīng)性的減小而增大。本文選取一定的反應(yīng)性使轉(zhuǎn)子和定子葉片的擴(kuò)散系數(shù)基本相同。

當(dāng)引風(fēng)機(jī)葉頂間隙形狀發(fā)生變化時，不可避免地會引起葉頂及其附近的吸力面和壓力面流場的分布。由于葉尖間隙的存在，泄漏流將與通道內(nèi)的主流混合，在吸入面頂角形成泄漏旋渦。引風(fēng)機(jī)與方案3相比，方案2具有幾乎相同的高效區(qū)范圍，但葉尖間隙較大，有利于防止動靜部件之間的摩擦，而方案6具有明顯的性能退化，易于分析其損耗機(jī)理。為此，分析了三種葉尖間隙：均勻間隙、方案2和方案6。旋渦是描述旋渦運動的重要特征量，其大小可以反映旋渦的強(qiáng)度。在間隙均勻的情況下，渦量分布從葉片前緣到后緣呈下降趨勢，流入量能有效地粘附在吸力面上，因此引風(fēng)機(jī)渦量相對較小。由于主流與泄漏流的相互作用，葉片頂端的渦度比吸力面大得多，較大渦度出現(xiàn)在吸力面拐角處和葉片頂端附近。如果油站的流量和油壓太大或太高，導(dǎo)致空氣平衡管堵塞，導(dǎo)致軸承箱正壓和漏油，則應(yīng)在調(diào)整油站的油壓和油量的同時，將空氣平衡管拆下，用壓縮空氣吹通。中間葉片頂部渦度強(qiáng)度明顯增大，這是由于間隙收縮導(dǎo)致葉片前緣泄漏面積增大，導(dǎo)致泄漏流量增大，主流與泄漏流量的混合程度增大，渦度強(qiáng)度增大。引風(fēng)機(jī)葉尖間隙的大小沿流動方向減小，即葉片葉尖越靠近殼體，泄漏旋渦越靠近葉片上部和中部。副作用減少。