鼓风机是广泛应用的一种机械，它的工作原理是将机械能转化成气体的压力能，进而排送气体，在建筑业、钢铁业和农业等领域都有应用。金属叶轮是离心风机的重要组成部分，对于离心风机的安全运行和性能起着决定作用。随着经济的发展以及技术的发展，老旧的离心风机已经不能适应现代化发展的需要。因此，对鼓风机进行结构优化成为了人们广泛关注的问题。离心风机结构优化对金属叶轮的稳定运行起着重要的推动作用。
本文通过结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响进行研究，主要通过各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的作用作简要分析，以达到为保证金属风机的平稳运行提供理论支持的目的。离心风机和金属叶轮互相影响，互为补充。金属叶轮是离心风机的重要组成部分，在一定程度上决定着离心风机的性能。同时，离心风机的结构优化又促进了叶轮的平稳运行。离心风机广泛应用于锅炉引风、***空调系统等多个领域，为人们的生产生活带来了极大的便利。然而离心风机也会造成大量的能源消耗，必须实现对离心风机的结构优化，以保证金属叶轮的平稳运行，达到节约能源的目的。
鼓风机在大流量区计算值比实测值偏高，小流量区计算值比实测值偏低，但是整体上计算结果与实测结果基本吻合。由效率曲线图可知，大流量区计算结果比实测结果偏高，小流量区计算结果比实测结果偏低，说明计算结果与实测结果吻合。通过实验值与计算值的对比，CFX 软件的数值模拟结果与实测结果一致，由此验证了采用CFX 软件对带进气箱的离心风机的数值模拟是可靠的。
试验噪声分析
离心风机的噪声按照流体动力声源的发声机制，分为三类：1）单极子，2）偶极子，3)四极子，风机正常工作状态下产生的噪声主要来源于偶极子源。根据GB/T2888-2008《风机和罗茨鼓风机噪声测量方法标准》对有无进气箱离心风机的噪声进行测试。试验地点：浙江上风高科专风实业有限公司CNAS 检测中心；采用声级计对风机出口处的噪声进行测试，测试方式及仪器。测量时，除地面外无其他的反射条件，测点位置D 距地面的高度与风机出口中心持平，水平方向上与出气口轴线成45° ，距离出气口中心L=1m。
鼓风机的噪声在小流量区，带进气箱的离心风机噪声低于不带进气箱，随着流量的增加，带进气箱的风机噪声显著提高，在大流量区，明显的高于不带进气箱的噪声。
将建立好的鼓风机三维模型导入ICEM 软件进行混合网格的划分。其中进出口和叶轮区域采用结构化网格，而蜗壳部分由于其内部结构复杂，尤其是电动机周围结构并非规则模型，故采用适应性较强的非结构化四面体网格，具体网格如图3 所示。综合考虑动静耦合区域对数值模拟预测结果的影响，在进行网格划分时，对边界层进行加密处理，其较低网格质量雅克比[14]在0.3 以上。为了保证数值计算结果的准确性，避免网格误差对其模拟结果造成影响，对鼓风机进行网格无关性验证，如表1 所示。综合考虑计算精度和计算效率可知，当网格数为25 万左右时预测结果较为合理，终确定整个计算域的网格数为2513558。k-ε 模型作为为普遍有效的湍流模型，能够计算大量的各种回流和薄剪切层流动，被广泛应用于各类风机的数值求解计算中。
由于有梯度扩散项，模型k-ε 方程为椭圆形方程，故其特性同其他椭圆形方程，需要边界条件：鼓风机出口或对称轴处k / n0和/ n0。但上述边界条件只针对高雷诺数而言，在固体壁面附近，流体粘性应力将取代湍流雷诺应力，并在临近固体壁面的粘性底层占主要作用。而多翼离心风机由于结构尺寸小、相对马赫数低，气体黏性力在流体流动过程中起重要作用，因此，在实际运用过程中，标准k-ε 模型由于未充分考虑粘性力的影响，导致计算模型出现偏差。运用Visual C 将上述修正函数编写为UDF代码，并导入Fluent 内置Calculation module。为符合实际运行状态，鼓风机进出口边界条件设置为压力入口和压力出口，出口压降与动能成正比，从而避免在进口和出口定义一致的速度分布[15]。后以CFD 计算的定常结果作为初始条件，进行非定常数值计算。
