在總結(jié)以往研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以高速離心鼓風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，利用NUMECA軟件對(duì)不同的葉片開(kāi)槽方案進(jìn)行了模擬，比較了不同方案下的風(fēng)機(jī)性能優(yōu)化，并結(jié)合分布確定了葉片開(kāi)槽的較佳參數(shù)。根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果，得出以下結(jié)論：（1）通過(guò)比較設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)樣機(jī)和斜槽離心風(fēng)機(jī)樣機(jī)的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，可以看出在設(shè)計(jì)流量條件下重新設(shè)計(jì)的離心機(jī)，風(fēng)機(jī)的總壓值高于E設(shè)計(jì)目標(biāo)，效率68%，效率比樣機(jī)高19。葉輪內(nèi)部流場(chǎng)。本文對(duì)高速離心鼓風(fēng)機(jī)原葉輪開(kāi)槽前的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明，風(fēng)扇葉片通道的吸力面發(fā)生了邊界層分離，形成了一個(gè)較大的渦流區(qū)。后半段通道內(nèi)，吸力面邊界層分離較為嚴(yán)重，高速氣流占整個(gè)通道寬度的65%左右。因此，可以通過(guò)在容易發(fā)生邊界層分離的葉片端部開(kāi)一個(gè)小間隙來(lái)防止邊界層分離的產(chǎn)生和發(fā)展，從而使流經(jīng)該間隙的部分流體能夠吹走吸入面出口附近的流體。以往的研究表明，狹縫的大小對(duì)氣流有很大的影響，但在粉塵環(huán)境中，狹縫過(guò)小（狹縫寬度約為2 mm）可能會(huì)被堵塞而失去其功能，這限制了該技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。因此，為了確保高速離心鼓風(fēng)機(jī)不發(fā)生堵塞，開(kāi)口處有足夠的間隙?？紤]到工程實(shí)踐中操作的方便性，用A的變化來(lái)表示縫的位置，用B的變化來(lái)控制縫角的大小。比較采用A/C（c為葉片弦長(zhǎng)）與B/C的無(wú)量綱形式。在計(jì)算和優(yōu)化槽位和槽角時(shí)，采用了固定一個(gè)比例和調(diào)整另一個(gè)比例的方法。

針對(duì)高速離心鼓風(fēng)機(jī)具體實(shí)例，本文采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)值模擬，并利用Autogrid軟件提供的H型網(wǎng)格自動(dòng)生成功能生成進(jìn)水口和葉輪的終網(wǎng)格。由于斜槽風(fēng)機(jī)葉片采用無(wú)氣鋼板焊接而成，為了簡(jiǎn)化網(wǎng)格生成，提高網(wǎng)格質(zhì)量，采用無(wú)厚度曲面建立了離心風(fēng)機(jī)的三維模型。高速離心鼓風(fēng)機(jī)其他部分的網(wǎng)格生成是通過(guò)先劃分區(qū)域，然后手動(dòng)劃分網(wǎng)格來(lái)完成的。邊界及初始條件1）集熱器入口設(shè)為入口邊界，葉輪出口設(shè)為出口邊界，葉輪前盤、后盤和葉片的實(shí)體壁設(shè)為實(shí)體壁，轉(zhuǎn)輪邊界面與下一周期轉(zhuǎn)輪邊界面之間的連接設(shè)為PE。三元匹配連接，循環(huán)數(shù)設(shè)為12。設(shè)定高速離心鼓風(fēng)機(jī)初始靜壓P=1.01325*105pa，初始溫度t=293K，軸向入口速度=18m/s，所有旋轉(zhuǎn)壁（如前盤、后盤、葉輪葉片等）的輸入速度n=1450r/min，其他非旋轉(zhuǎn)壁（如蝸殼）的輸入速度為零。由于流道內(nèi)軸流分布不均勻，葉輪前后盤不一致，為便于比較分析，沿葉輪圓周做了A、B兩段。葉輪通道內(nèi)的速度和壓力分布用云圖和矢量圖表示。給出了開(kāi)槽角度對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響。給出了葉片開(kāi)槽角度對(duì)風(fēng)機(jī)總壓和效率的影響結(jié)果。葉片開(kāi)槽使風(fēng)機(jī)的總壓和效率增加，但總壓明顯增加，效率增加不大。其中，方案7的壓力和效率增加較大，總壓增加3.87%，效率增加0.15%。

改造后，對(duì)兩臺(tái)高速離心鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，包括全負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)、改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)和風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下所示。2dQ時(shí)功率也有所進(jìn)步，但在大流量工況下功率依然只有較低的47%。（1）滿負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)：鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)氧含量維持在2.5%，爐內(nèi)負(fù)壓維持在0-50pa，鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行2小時(shí)后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)膳_(tái)引風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)。滿足機(jī)組滿負(fù)荷要求。風(fēng)機(jī)滿負(fù)荷數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

（2）改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)：風(fēng)機(jī)改造后，鍋爐正常運(yùn)行1小時(shí)，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。采集風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)，并與改造前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。鍋爐滿負(fù)荷時(shí)，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流降低48A。

（3）高速離心鼓風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)：冷態(tài)下，風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度為80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流達(dá)到設(shè)計(jì)值。A風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為146A，B風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為145.6A，滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論

（1）與改造前后引風(fēng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，A風(fēng)機(jī)效率提高17.2%，B風(fēng)機(jī)效率提高13.8%。正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開(kāi)度為50%~55%，風(fēng)機(jī)電流95~100A，滿足機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行要求。

（2）改造后高速離心鼓風(fēng)機(jī)電耗降低26384 kWh，增壓風(fēng)機(jī)電耗降低52159 kWh，合計(jì)77543 kWh，輔助電耗降低0.5%。

（3）改造后，取消風(fēng)機(jī)冷卻水，風(fēng)機(jī)軸承高溫度為55C，滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)排除冷卻水，每年可節(jié)約約5萬(wàn)噸水。

（4）通過(guò)高速離心鼓風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告和實(shí)際運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)改造能滿足運(yùn)行要求，節(jié)電效果明顯。

因此，高速離心鼓風(fēng)機(jī)選擇了LHS方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。高速離心鼓風(fēng)機(jī)邊界條件下的工作壓力為101325pa，入口邊界條件下的壓力入口，表壓為0，初始?jí)毫?50pa。高速離心鼓風(fēng)機(jī)在實(shí)驗(yàn)的初始階段，收集的數(shù)據(jù)不應(yīng)超過(guò)總實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的25%。假設(shè)收集的總數(shù)據(jù)n=10天（d為輸入變量的維數(shù)），初始實(shí)驗(yàn)中收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n 0應(yīng)滿足n 0<0.25n=2.5d的要求，因此本文采用n 0=0。實(shí)驗(yàn)初期采用25N作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的硬件實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示。首先，用傳感器測(cè)量被測(cè)通風(fēng)機(jī)的入口壓力、溫度、流量和轉(zhuǎn)速。然后將測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)總線傳輸?shù)紻AQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。高速離心鼓風(fēng)機(jī)的DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)I/O設(shè)備將數(shù)據(jù)打包到上位機(jī)中。由于變量之間的維數(shù)差異，采集到的數(shù)據(jù)沒(méi)有直接應(yīng)用于模型訓(xùn)練，因此有必要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化，即將無(wú)量綱數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無(wú)量綱數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)映射到[0,1]的范圍內(nèi)，以提高模型的收斂速度和精度。模型。模型訓(xùn)練和模型驗(yàn)證離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)可分為兩部分：數(shù)據(jù)采集與處理和模型訓(xùn)練。前者主要完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理，后者實(shí)現(xiàn)了性能預(yù)測(cè)模型的建立和驗(yàn)證。首先，采用LHS方法采集離心風(fēng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（入口溫度、壓力、流量和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速），并對(duì)高速離心鼓風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用于LSSVM模型。