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發布時間:2021-01-21 10:17  
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葉片形狀優化對8-39離心風機金屬葉輪穩定運行的影響
葉片的結構優化對離心風機金屬葉輪平穩運行有著重要的影響。目前很多學者研究了葉片出口安裝角的結構優化以及葉片高度的結構優化,但是對于葉片形狀的結構優化研究得較少。氣流在葉片的不同區域的流動有很大的不同。在葉輪前盤,氣流的流動方式主要是軸向流動。在葉輪的中后盤,氣流的流動方式主要是徑向流動。根據風機參數,風機旋轉噪聲基頻為760Hz,由頻譜圖可看出在500~800Hz之間的低頻噪聲并沒有降低,而1250-2000Hz之間吸聲材料的降噪效果非常好,噪聲下降明顯。通過這種方式,達到葉輪前盤向中后盤送風,使葉輪中后盤出風的目的。由此可見,通過對葉片形狀進行優化設計,可以在一定程度上增加葉片的送風量以及有效通道的寬度,使得離心風機的效率得到提高,從而保證金屬葉輪的平穩運行。
8-39離心風機具有體積小、壓力系數高等一系列優點,在工業、農業等各個領域都得到廣泛應用,是人們生產生活中必不可少的一種機器設備。離心風機主要由集流器、蝸殼、電機以及葉片四個部件組成。各部件的結構優化對離心風機金屬葉輪穩定運行起著重要的作用。隨著科學技術的發展以及生活水平的提高,對8-39離心風機進行結構優化越來越受到人們的關注。蝸殼優化對8-39離心風機金屬葉輪穩定運行的影響蝸殼是離心風機金屬葉輪的重要組成部分。因此本文通過對集流器優化、蝸殼優化、電機優化以及葉片形狀進行優化,來觀察結構優化之后的離心風機對金屬葉輪穩定運行的影響,以促進離心風機的生產工作朝著更完善、更健康的方向發展。
8-39離心風機葉片吸力側形成的低能流積聚的“尾跡區”,形成“射流-尾流”結構。加進氣箱后,風機葉輪尾緣處的“尾跡-射流”更加的嚴重,風機模型尾跡區占了比較大的空間,減少了風機流道有效面積。在小流量區,風機內部的流場分布發生偏心現象(C 處),葉輪流道E 側,氣體比較充實,葉輪流道F 側氣體分布較差,與原始風機內部流場分布相比,其8-39離心風機葉輪流道的充盈性差。離心風機的效率曲線如圖6,無進氣箱情況下在流量為2.82kg/s,壓力為3 106.23Pa 時,達到較率68.64%;加進氣箱后在流量為1.68kg/s,壓力為2 775.54Pa,達到較率59.45%,通過與原始風機對比可知,加進氣箱后其較率降低8.19%。同樣由圖6 效率曲線對比圖可知,加進氣箱后風機整體效率降低,與原始8-39離心風機相比其區域比較窄,縮短了工作區域,且加進氣箱后較優工況點向小流量區偏移。加進氣箱后,離心風機的全開流量降低,與無進氣箱相比,流量降低了16.9%。試驗結果表明:由于穿孔板相對于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力,導致加裝穿孔板后的風機壓力和效率在整個測試工況范圍內都有不同程度的降低。由圖7 可知,加進氣箱不僅降低了風機的全開流量,其全壓也有所減少。風機性能測試采用C 型試驗裝置對帶進氣箱的離心風機進行了性能測試,測試標準按GB/T 1236-2017《工業通風機用標準化風道進行性能實驗》執行。
消聲蝸殼對8-39離心風機氣動性能的影響原風機與不同消聲組合試驗所得的氣動性能對比如圖3 所示。試驗結果表明: 由于穿孔板相對于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力,導致加裝穿孔板后的風機壓力和效率在整個測試工況范圍內都有不同程度的降低。對內藏電動機的形狀設計不當會增加金屬葉輪內部的流動損失,從而導致噪聲增大,離心風機性能降低。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同,當額定轉速為3 800 r /min,在設計工況下,A 組合改進風機全壓降低了約16.0 Pa,效率下降了約1.28%; B 組合改進風機全壓降低了約5.0 Pa,8-39離心風機效率下降了約0.9%; C 組合改進風機全壓降低了約36.8 Pa,效率下降了約3.18%; D 組合改進風機全壓降低了約45.8 Pa,效率下降了約3.28%。
主要由于安裝穿孔板的面積不同,導致不同消聲組合方式的摩擦損失不同。B 組合即只在風機后蓋板上安裝穿孔板,風機壓力損失小。不同工況下,風機壓力和效率損失也不相同,在設計工況及偏大流量工況下,8-39離心風機壓力和效率損失較大,效率也同步降低。主要原因是大流量工況下,蝸殼內部氣流速度較高,氣流與穿孔板之間的摩擦損失增加。消聲蝸殼為A 組合形式時與原風機的出口A聲級隨流量變化的對比圖。可以看出,不同工況下,A 型消聲蝸殼的降噪效果不同,8-39離心風機在額定工況點附近,降噪效果好; 在大流量工況下,降噪效果變差,這主要因為大流量情況下,蝸殼內氣體流速較大,而氣體流速對吸聲材料的吸聲效果影響很大; 在小流量工況下,風機流動惡化,風機振動較大,導致振動噪聲很大以致降噪效果反而變差。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8-39離心風機的損失,導致離心風機效率降低。與原風機相比,在額定工況點A 聲級降低約4.5 dB( A) ,在大流量工況下,A 聲級降低約3.6 dB( A) ,在小流量工況下,A 聲級降低約1.9 dB( A) 。