排风机优化思路
本模型采用Nelder － Mead 的优化方法，用于非线性方程针对多目标的优化方法，能寻找到全局较小偏差，同时根据自变量的增加而线性增加计算负荷的大小。由于自变量的变化参数较多，为了避免出现非物理的优化结果，提高优化效率。本模型的优化将分为两个部分。
排风机设计点的模型优化
在设计点，风机内部流场状况较好，流动损失小，。因为Koch ＆ Smith 的模型考虑了诸多物理因素并被广泛验证了其合理性，因此不予优化。有3 个参数需要优化: 参考冲角、参考落后角和二次流损失。在一维计算时，由于模型中的经验公式是从大量压气机的实验数据中提取出来的，针对某一特定的风机几何尺寸，首先需要对采用的损失和落后角模型进行校验和标定。标定是根据风机在转速990r /min 时，排风机的安装角不变情况下的实验气动性能曲线。其次，利用优化得到的损失和落后角模型，对安装角分别为 10°、 5°、－ 10°、－ 5°的轴流风机的气动性能进行数值模拟并与实验结果进行对比分析，来验证本模型的准确性和可靠性。因为本风机并未给定相关设计点的参数，排风机模型中只能选取设计转速为990r /min 下率点为设计点，选取实验的气动性能曲线做为优化对象。
排风机以其和易调节等优点已成为燃煤发电机组的送、引和一次风机的优选。叶片是轴流风机的核心部件，决定风机的性能; 而导叶是轴流风机中重要的流通部件，其气动设计直接影响上下游流通部件的特性。研究表明，排风机的叶轮机械内的流固耦合现象与流体机械各种故障的产生有直接关系。因此借助流固耦合的方法对导叶数目变化后风机叶片的静力结构及振动进行研究具有重要的现实意义和工程价值。导叶结构、数目和安装角度对提高流体机械的性能、降低排风机噪声和减轻振动具有明显影响。利用试验对轴流泵有无导叶时的外特性进行测试，表明在较优工况下导叶可回收的旋转动能约占叶轮出口总能量的15. 7%，验证了导叶对提高能量利用率的作用。
模拟排风机导叶数
目不同时泵内的压力脉动特征，指出导叶数变动对导叶区流域及其下游流域的压力脉动具有一定影响，而对上游叶轮流域的流动影响则较小。利用数值模拟方法对导叶与叶轮匹配进行研究，表明导叶数目增加后模型压力提高329Pa，轴功率降低1. 2 kW，效率提高6%。模拟了轴流风机后导叶改变对风机性能的影响，表明导叶数目减少4 片后全压提升5. 4 Pa，效率提高0. 8%。
对排风机的结构和工作原理是一种具有对旋结构的轴流风机。两级叶轮直接与两台电机连接，两级叶轮作为导叶反向旋转，形成一个反向旋转结构。本文的研究对象是FBDNO8.0对旋轴流风机，主要用于煤矿巷道的强制通风。两级叶轮额定转速2900r/min，一级叶轮14片，二级叶轮10片，叶轮外径800mm，轮毂比0.60，排风机的两级叶轮安装角度分别为46度和30度。工作压力8000pa，较大流量950m3/min，对旋风机结构如图1所示。两级叶轮以相反的速度高速旋转，在风机前部形成较大的负压，使风机外的空气能够流入风中。入口集尘器的作用是保证风管内气流均匀、畅通，有效提高风机运行效率，降低风机噪声。在个叶轮的旋转作用下，排风机气流的动能和压力势能增加，并迅速流向第二个叶轮，第二个叶轮可以加速，以获得更高的能量。气流高速稳定地通过扩散器流出风道。风机的整流罩和扩压器分别起到优化进出风流场的作用，以减小气动力对结构的影响。进出口分别设置两层筒形消声器，其主要功能是消除空气动力噪声。与单级轴流风机相比，对旋式局部风机具有结构紧凑、风压高、流量大、等特点，广泛应用于矿井长距离掘进工作面通风。
