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發布時間:2021-03-19 02:26  







綜上所述,本文通過結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響進行研究,簡要分析了各部件結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行的影響。主要從集流器優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響、窩殼優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響、電機優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響,以及葉片形狀優化對高速離心鼓風機金屬葉輪穩定運行影響四個方面進行分析,為保證金屬葉輪的穩定運行提供技術支持。(3)在條件允許下可優化出口管道,一般來說,彎頭處更容易發生擾動管道而造成振動的現象,所以風機出口段宜有不小于5m的直段,以減少出口阻力損失,達到順暢輸送介質的目的。各部件結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行的影響
集流器優化對高速離心鼓風機金屬葉輪穩定運行的影響
集流器的工作原理是通過將氣流均勻地送入葉輪進口截面,以達到提高高速離心鼓風機葉輪的效率以及風機整體性能的目的。集流器的結構形式對氣流的流動損失以及金屬葉輪的平穩運行都有很大影響,因此對集流器的結構優化是非常重要的。在設計集流器的結構時,應確保較大程度地符合金屬葉輪附近氣流的流動情況,同時還應保證集流器內氣流的平穩運行。集流器的類型有很多種,常用的集流器是錐弧形集流器,錐弧形集流器的氣流運行一般比較平穩,但是集流器喉部到葉輪進口階段容易發生邊界層分離現象,增加高速離心鼓風機的損失,導致離心風機效率降低。因此,必須優化集流器結構,通過減小集流器的錐度、增加喉部半徑的方式,提高離心風機的效率,保證金屬葉輪的平穩運行。3)加進氣箱后高速離心鼓風機不僅效率有所降低,其全開流量與壓力與無進氣箱相比也有所下降,加進氣箱后離心風機較優工況點向小流量區偏移,進氣箱內部流場的復雜性以及出口速度的不均勻性對風機內部的流場分布產生了影響。
針對高速離心鼓風機有無進氣箱兩種結構形式,建立了兩種計算模型,利用CFX 軟件對兩種模型進行數值模擬,研究其內部三維流場特性,基于數值模擬結果分析了進氣箱對離心風機的性能影響。數值模擬結果表明:加進氣箱后,離心風機的全開流量與壓力有所降低,縮短了有效工作區域;設計原理分析原風機蝸殼內壁型線采用的是傳統蝸殼型線設計方法,即不考慮壁面粘性摩擦的影響,氣流動量矩保持不變,運用不等邊基圓法繪制的近似阿基米德螺旋線。在高速離心鼓風機內部葉輪進口處產生渦旋現象,堵塞了葉輪流道,使風機的效率和壓力降低。數值模擬結果與實驗測試值對比是比較吻合。進氣箱是離心風機重要的組成部分,主要應用于大型離心風機與雙吸離心風機。進氣箱在其出口處氣體發生近90°轉彎,內部流場十分復雜,并造成很大的流動損失。其出口速度的不均勻性對高速離心鼓風機性能影響明顯,有必要對其特性進行研究。A.G.Sheard通過研究加進氣箱的通風機,在高速離心鼓風機葉輪進口加導流板控制葉輪進口的非均勻氣流,結果表明在葉輪進口加導流板能夠提高風機的全壓,并得出了葉片根部斷裂的原因。使用三維粒子動態分析儀(3D-PDA)對大型風機進氣箱內部三維氣體流場進行測量,揭示了其內部流動的基本特征,為了解進氣箱流場結構和流動機理提供了依據。
整機壓力云圖分布
通過Fluent 軟件對掘進工作面離心風機進行流場數值模擬,模擬得出在同流量下,加米字集流器和普通集流器離心風機壓力云圖可以看出,風機靜壓從進口至出口逐漸增大,在蝸殼外達到較大。加米字集流器風機進口靜壓明顯高于普通集流器離心風機, 其較大靜壓達到2 510 Pa,普通集流器達到1 440 Pa;本文所研究的某離心風機葉輪有均布的16個前向的大小葉片,其內部流場較為復雜,為了揭示高速離心鼓風機內的流場特性,對風機進行全三維數值模擬。加米字風機的全壓較大可達5 860 Pa,而普通集流器較大達到4 260 Pa。
高速離心鼓風機集流器的壓力用Tecplot 軟件對模擬結果進行后處理,可以對離心風機集流器的受壓進行對比分析。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內部流場受壓分布所示, 高速離心鼓風機米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達到-18 000 Pa,壓差10 000 Pa;以離心風機在掘進工作面環境下的運行工況為依據,進行高速離心鼓風機參數設置:流量取22806。普通圓弧形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達到-16 000 Pa,壓差8 000 Pa,小于米字形集流器。同時也可以看出,加米字形集流器壓力梯度變化趨勢比普通圓弧形集流器平緩,對穩定進口氣流,保證氣流的均勻及穩定有更明顯的作用。