山東濕式除塵風機產品介紹「山東冠熙」

濕式除塵風機是廣泛應用的一種機械，它的工作原理是將機械能轉化成氣體的壓力能，進而排送氣體，在建筑業、鋼鐵業和農業等領域都有應用。金屬葉輪是離心風機的重要組成部分，對于離心風機的安全運行和性能起著決定作用。隨著經濟的發展以及技術的發展，老舊的離心風機已經不能適應現代化發展的需要。為符合實際運行狀態，濕式除塵風機進出口邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。因此，對濕式除塵風機進行結構優化成為了人們廣泛關注的問題。離心風機結構優化對金屬葉輪的穩定運行起著重要的推動作用。

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，主要通過各部件結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行的作用作簡要分析，以達到為保證金屬風機的平穩運行提供理論支持的目的。離心風機和金屬葉輪互相影響，互為補充。金屬葉輪是離心風機的重要組成部分，在一定程度上決定著離心風機的性能。同時，離心風機的結構優化又促進了葉輪的平穩運行。k-ε模型作為最為普遍有效的湍流模型，能夠計算大量的各種回流和薄剪切層流動，被廣泛應用于各類風機的數值求解計算中。離心風機廣泛應用于鍋爐引風、中央空調系統等多個領域，為人們的生產生活帶來了極大的便利。然而離心風機也會造成大量的能源消耗，必須實現對離心風機的結構優化，以保證金屬葉輪的平穩運行，達到節約能源的目的。

幾何模型建立與網格劃分

計算模型采用掘進工作面4-72-5.6A 防爆防腐蝕的離心式通風機，其主要參數：電機功率22 kW,轉速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全壓4 152~2 330 Pa。其主要由進風口、集流器、葉輪和蝸殼組成。

濕式除塵風機集流器中添加了米字形結構與環形擋環。風機結構復雜且葉片外形不規則，因此生成結構化網格比較困難，相反非結構化網格適應能力強，在處理復雜結構時有利于網格的自適應。

因此濕式除塵風機采用四面體非結構化網格。使用ANSYS 軟件中的CFD 軟件進行網格劃分，加米字形集流器模型網格數1 072 503，網格節點數184 910；普通圓弧形模型網格數1 296 832，網格節點數223 847。以離心風機在掘進工作面環境下的運行工況為依據，進行濕式除塵風機參數設置：流量取22 806.54 m3/h，流速取6.335 15 m/s, 質量流量取7.491 3 kg/s。把Pro/E 建立的幾何模型導入Fluent 中并對幾何模型的邊界條件計算參數進行設定。其中入口類型采用速度進口，出口設為壓力邊界條件，本計算采用的樣機是礦用式離心風機， 出口靜壓可以近似為0，蝸殼內壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5，集流器、葉輪、蝸殼等各流體區域結合處的公共面采用interface邊界類型面， 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤、后盤和轉軸的內外表面一起定義為旋轉壁面。可見前蓋板加裝消聲材料降噪效果并不好，主要原因由于進口處有集流器，導致安裝消聲材料的面積相對于后蓋板小很多，吸聲效果不明顯。環境壓力為101 325 Pa，取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計算時采用SIMPLE 壓力速度耦合方法進行。

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；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。本文在傳統蝸殼型線設計理論基礎上，以某抽油煙機用多翼離心風機為研究對象，濕式除塵風機采用動量矩修正方法對其進行性能優化。

濕式除塵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， 濕式除塵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；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。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。

在標準進氣風管測試裝置上，對濕式除塵風機及在風機蝸殼周向板、前蓋板、后蓋板等部位分別加裝吸聲材料后，測試了不同結構形式下風機性能和噪聲特性。試驗結果表明:相比原風機，蝸殼周向板與后蓋板同時加裝吸聲材料效果較好，設計工況下A聲級能夠降低7．2dB(A)，在小流量工況下，吸聲蝸殼的降噪效果變差;根據風機噪聲頻譜，穿孔板加玻璃棉吸聲蝸殼的吸聲性能中高頻好于低頻，風機基頻噪聲在設計點能夠降低12．5dB(A);濕式除塵風機加裝吸聲材料后風機氣動性能會略有下滑，壓力和效率都有不同程度的降低。離心式風機是工業生產中應用廣泛的通用輔助設備，而風機噪聲尤其大型風機噪聲很大，嚴重影響人的身心健康，所以降低風機噪聲有著重要的意義。5）與實驗測試結果對比分析，結果表明采用數值模擬研究風機性能是可行的。由于蝸殼壁面是離心風機主要的氣動噪聲源，蝸殼不消聲時，聲波在風機蝸殼內連續反射，形成一個混響聲場，聲壓級較高。采用消聲蝸殼后，被吸收的聲能多，被反射的聲能少，其聲場的聲壓級就會降低。

對于濕式除塵風機消聲蝸殼降噪效果的研究，國內外很多學者都做了不少的研究工作。Bartenwerfer等將蝸板外側消聲部分的外殼做成方形，里面填充消聲材料對離心風機進行降噪試驗研究，使改進后的風機A聲級降低了9～12dB(A)。劉曉良等研究了消聲蝸殼消聲材料厚度、空腔厚度等對風機降噪效果的影響，結果表明:適當增加消聲材料厚度或空腔厚度可以提高消聲蝸殼的降噪效果。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，為了揭示濕式除塵風機內的流場特性，對風機進行全三維數值模擬。到目前為止，對消聲蝸殼的研究基本都集中在周向蝸板上加裝消聲材料，對風機側板加消聲材料的消聲蝸殼降噪效果研究得還比較少。