除尘风机广泛应用于冶金、化工、钢铁、水泥等重工业。其结构特点是整体结构紧凑，叶轮宽径比小，内、外径比小，长、短叶片分布均匀，压力系数高，流量系数小，矿用除尘风机，因此常用于高压、小流量场合。针对风机效率低、加工工艺复杂等缺点，提出了一种改进的风机效率设计方案，并采用CFD数值计算方法进行了分析验证。
本文对风机进行改进和设计的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算斜槽风机样机的流量。数值计算结果与原始测量数据吻合较好，证明了该计算模型和数值计算方法的可行性。通过对除尘风机不同截面的等值线和流线的观测，分析了叶轮通道内流动损失的原因。通过控制叶片吸力面边界层的分离，降低了风机的内部流动损失。针对风机内部流动状况，小型除尘风机，提出了三种不同的改进方案。在改进方案不能满足性能要求的情况下，对风机进行了重新设计。为了使风机叶片通道内的流动更加合理，根据叶轮通道截面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线形成的数学模型，并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。风机叶片的设计采用“双圆弧”成形方法，不仅简化了风机的加工工艺，而且使风机的总压力提高到5257pa，效率提高到68%。后介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。在瞬态计算结果稳定后，除尘风机采用FW-H模型计算了设计风机的气动噪声，泰安除尘风机，远场噪声值为58dB。
在除尘风机样机的基础上，只增加了风机叶轮的旋转直径。因此，改进后的风扇与样机的几何相似性不满足风扇相似性原理的条件。因此，通过改进后的数值计算分析了改进效果。第二种改进方案的基本思想是在风机外壳不变的情况下，增加风机叶轮的旋转直径。风机叶轮的具体改进方法在保持叶片出口安装角度不变的前提下，除尘风机厂家，风机叶轮的旋转直径分别由480 mm增加到490 mm和500 mm。通过对改进后的除尘风机的数值计算，在第二种改进方案中通过增加叶轮的旋转直径来提高风机的总压。当叶轮旋转直径增加到490m时，改进后的风机总压力增加到4765pa，相应的风机运行力矩增加到4.65n.m，风机效率基本不变。当叶轮旋转直径增加到500m时，风机总压力增加到4835pa，但风机扭矩相应增大，风机效率降低。除尘风机样机蜗舌流线图表明，当气体流经样机蜗舌位置时，大量气体通过蜗舌与叶轮之间的间隙T流回蜗壳，流量损失较大。
通过实验和数值模拟研究了除尘风机的流场，这是研究离心风机内部流动的两种主要方法。实验方法可以得到详细而准确的结果，但实验成本高，周期长。随着计算机技术和计算流体力学（CFD）的发展，数值方法在涡轮内部流动模拟中得到了广泛的应用。采用数值方法设计了离心风机的子午线廓线。以除尘风机为例，进行了数值计算。结果表明，采用数值计算方法可以简单、准确地得到给定子午线分布的叶轮子午线轮廓。提高风机的设计效率，具有良好的工程实用价值。提出了一种现代离心风机的设计方法，即数值计算法。离心风机分为三部分，分别计算。迭代法考虑了这三个部分之间的相互作用。研究表明，上述数值计算方法可为风机的改进设计提供良好的依据。改进后的除尘风机效率提高，噪声降低。研究了风机叶片安装的不均匀性。结果表明，数值计算方法可以定性地计算出风机的噪声值，但由于计算值与实验值之间存在较大误差，无法替代噪声的实验研究。采用不等距离安装叶片的方法可以有效地降低风机的峰值噪声。
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