为实现局部通风机高效、低噪、可靠运行的目的,对FBD No8.0对旋风机实物建立三维模型,用Fluent软件对不同轴向间距及不同工况下的对旋风机气动噪声进行数值模拟,借助LMS噪声测试模块对通风机不同工况下入口噪声进行了测试。仿真结果表明:两级叶轮叶顶处声功率较高,轴向间距为0.7时,叶片声功率最低,增大轴向间距,较高的声压级向中低频段移动。大流量工况下,增大轴向间距降低噪声只在一定范围内效果明显;小流量工况下,轴向间距的变化对于声压级虽有影响但并不明显。试验结果表明:当流量减小时,通风机噪声先减小后增大,总噪声在设计工况下较小,对旋风机设计在噪声控制方面合理。

以一台矿用对旋风机为对象,采用CFD方法对6种不同轴向间隙方案下风机的气动性能进行了三维非定常数值计算,对不同轴向结构对风机压力脉动特性、性能和流场的影响进行分析研究。研究表明：对旋风机的非定常性受轴向间隙的影响较大,增加间距不仅能较好地削弱下游转子的位势干扰作用,同时也能降低上游转子的叶片尾迹影响;轴向间隙对风机效率、静压升以及两级效率、轴功率均有显著影响;增大轴向间隙会加剧掺混损失对风机性能的影响。

为了解决对旋风机第二级叶轮过载、运行压升及效率过低的问题,提出了两级叶轮等功率第二级叶轮变转速运行方法,搭建了试验平台进行风机的性能对比研究。研究表明:两级叶轮等转速运行时,第二级叶轮在小流量工况时功率迅速增大,易产生过载现象;在大流量工况时功率迅速减小,使得整机的压升与效率迅速下降。采用两级叶轮等功率第二级叶轮变转速运行,能够减小小流量工况第二级叶轮的功率负荷,从而避免第二级电机过载;能够增加大流量工况整机的压升与效率,从而增大整机的高效工作范围及阻塞裕度,拓宽对旋风机的使用范围。