李沂玮

（潞安集团寺家庄有限责任公司，山西 昔阳 045399）

引言

通风机作为综采工作面的关键设备，承担着向工作面输送新鲜空气、降低工作面瓦斯浓度、保证工作面安全生产的重要任务，此外，还可为工作面作业人员提供舒适的工作环境。但经统计，在工作面所有消耗电量中通风机的能耗占比较大[1]。因此，解决通风机能耗过大的问题尤为重要。轴流式通风机作为工作面使用频率较高的设备，通过研究顶部间隙对轴流式通风机的性能影响机理，为提升轴流式通风机的性能，降低能耗提供理论指导。

1 轴流式通风机参数

工作面采用的对旋轴流式通风机的具体型号为FBDCZ5.0，其主要结构包括：风流入口、初级风筒、第一级驱动电机、第一级叶轮、第二级叶轮、第二级风筒、第二级驱动电机、扩散风筒。FBDCZ5.0 对旋式轴流风机的关键参数如表1 所示。

表1 FBDCZ5.0 对旋式轴流风机参数

2 轴流式通风机模型的建立

基于SolidWorks 软件并结合上述参数和结构示意图搭建三维模型。为简便建模，将旋式轴流风机分为五部分，分别是进风管、第一级风筒、第一级叶轮、第二级叶轮、第二级风筒，并将不同部分划分为不同数量的网格[2]。其中，进风管的网格数量为303 063，第一级风筒的网格数量116 416，第一级叶轮的网格数量为778 956，第二级叶轮的网格数量为762 817，第二级风筒的网格数量为848 496。

将所设计的三维仿真模型导入FLUENT 软件来开展不同顶部间隙对轴流式风机性能影响的研究。

3 数值模拟的前处理

影响对旋式轴流风机性能的参数较多，包括有第一级和第二级叶轮叶片的数量、叶片的安装角度、轴向间隙、轮毂比和顶部间隙。……