风机作为各行各业的配套产品，广泛应用于地铁通风、矿冶通风、楼宇换气通风，空调设备等。然而，风机作为工业生产中主要的能源消耗设备及噪声来源之一，其科技含量的提升和加工制造工艺的创新与优化对节约资源和环境保护有着重要的意义。据统计，风机的电能消耗约占全国发电量的8～10%，因此提高风机的效率和运行效率是十分必要的。依据通风机的功能曲线，不只能够查验计算参数与实测参数之间的共同程度，还能够断定通风机的适应性。

小型离心风机广泛应用于钢铁、水泥、化工等特种行业。其结构特点是叶轮的宽径比小、内外径比小、由长短叶片间隔且均匀分布，性能特点是压力系数高、流量系数小，因此通常应用于高压小流量的场合，但由于叶轮叶道较长，导致其内部流动损失较大，通常效率较低。并且由于其叶片结构复杂，加工困难，加工成本较高，经济效益差，所以很多风机企业放弃了批量生产的计划，甚至不生产，造成了市场货源短缺，因此进一步的研究如何提高小型离心风机效率，改善其加工工艺具有十分重要的意义。针对小型离心风机机存在的以上问题，提出了“XQ斜槽式离心风机流场关键部件改进设计研究”的课题。本课题与某风机企业合作，对此型号风机结构进行改进设计，提高其性能。该课题的成功进行不仅会提高风机的效率，降低能源消耗，还会将风机的科学设计理念带入企业，改善现在中、小、微风机企业粗放型生产的现状。小型离心风机应用广泛，但由于其叶片结构复杂、叶道较长导致其内部流动损失较大，效率较低。

小型离心风机的创新点和难点在于以、高压、节能为风机的设计目标，要求产品性能达到或接近高压、技术水平的先进水平。但风机的性能参数是互补的、矛盾的。工作压力的增加也会导致电耗和噪声水平的提高，这是风机常见的技术问题。如何使风机的工作参数满足设计要求，提高风机的整体性能，不仅关系到单个零件结构设计的优化，而且关系到材料、制造、加工工艺和装配精度的优化。因此，这是一个对风机进行整体优化的系统工程，是小型离心风机较大的技术难点。（1）对引风机和脱硫增压风机的风量、风压和系统阻力进行了试验。

另外，小型离心风机的创新点如下：

（1）通过对斜槽离心风机样机的数值计算和内部流动特性分析，对样机结构进行了改进，并提出了各种改进方案。通过延长斜槽风机的短叶片，降低了风机所需的扭矩，提高了风机的效率；目前小型离心风机的湍流数值模拟方法有直接数值模拟法、雷诺时间平均法和大涡模拟法。通过向外延伸风机的长叶片和短叶片，提高了风机的效率。大型风机叶轮的旋转半径可以增加风机的总压力，但效率基本不变。减小样机叶轮与蜗壳舌之间的间隙，不仅可以提高风机的总压，而且可以提高风机效率2.1%。为XQ斜槽风机的进一步改进和完善提供了良好的参考。

（2）取消原小型离心风机的设计结构。根据叶轮流道横截面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线成形的数学模型，并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。叶片的“双圆弧”设计被原来复杂的“多圆弧”设计思想所取代，从而改善了原模型低压低效的缺点。

（3）放弃传统的以实验为基础的风机设计方法，以数值计算方法为主要研究手段，改进小型离心风机的设计，降低风机的开发成本和周期，加快离心风机产品的更新换代。

小型离心风机的传动方式因使用场合不同而不同，离心风机的传动方式也不同，如图1.2所示。当离心风机叶轮的转速与电机相同时，大型风机可以通过联轴器将风机叶轮与电机直接联接，称为D传动。这种传动方式的优点是可以使风机结构紧凑，减少机身。当风机是小型机器时，叶轮可直接与电机轴连接，称为A型传动。这种传动方式可以有效地减小风机的体积，使风机结构更加紧凑。当风机转速与电机转速不同时，可采用皮带轮变速传动方式。小型离心风机根据具体形式可分为B、C、E、F四种，通常叶轮安装在主轴端部。这种结构叫做悬臂。其优点是易于拆卸。对于大型单吸和双吸离心风机，叶轮通常放置在两个轴承的中间。这种结构称为双支承式。其优点是风扇运转平稳。流量损失会降低小型离心风机的实际压力，泄漏损失会降低风机的流量，叶轮损失和机械损失会导致风机附加功率的增加，从而降低风机的效率。流量损失气体流经小型离心风机的进气室、叶轮、蜗壳和出口扩压器。对流项采用二阶迎风格式离散，扩散项采用二阶中心格式离散，时间项采用二阶隐式格式离散。由于气体通道的粘性和形状不同，在整个流动过程中存在摩擦损失和涡流损失（边界层分离、二次流、尾流损失等）。目前，在现有的离心风机损失模型中，不同部件的各种损失（如进气室损失、叶轮进口气流从轴向到径向的损失、叶轮通道损失、蜗壳损失、变工况下叶片进口冲击损失）是独立计算的。

针对小型离心风机历史运行数据使用不足、建模周期长的问题，提出了一种基于较小二乘支持向量机（LSSVM）和拉丁超立方体采样（LHS）的大型离心风机性能预测方法。以出口压力作为衡量离心风机性能的指标，采用LSSVM建立离心风机性能预测模型。采用LHS方法对离心风机的进口温度、进口压力、进口流量和转速进行了采集，并对采集的数据进行了归1化处理，用于LSSVM模型的训练。通过试验数据对模型进行了验证。有效性。结果表明，小型离心风机基于LSSVM和LHS的大型离心风机性能预测方法能够充分利用现有的风机数据信息，快速、准确地预测风机性能。离心风机的主要作用是保证空气供给，稀释有害气体，降低煤尘浓度，对煤矿安全生产具有重要意义。通风机性能稳定直接关系到地下设备的可靠运行和人员的安全。在没有合适、高效的风机或模型的情况下，可以根据小型离心风机相似原理制作模型，然后将模型试验的结果转换为机器的实际结果，完成风机的设计。小型离心风机性能预测控制和运行优化是建立在准确的性能预测模型基础上的，因此建立准确的风机性能预测模型具有十分重要的意义。

建立小型离心风机性能预测模型的主要方法有三种：

（1）应用数学、流体力学和流场理论建立离心风机模型，预测离心风机的性能。

（2）实验方法是利用先进的测量技术，建立离心风机在各种工况下的实验模型。

（3）基于计算机技术，利用各种CFD（计算流体力学）数值模拟技术建立离心风机性能预测模型。