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發布時間:2021-03-26 02:41  
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葉片形狀優化對離心式風機廠家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。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。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,離心式風機廠家米字形集流器入口壓力為-8000Pa,到集流器出口達到-18000Pa,壓差10000Pa。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。
離心式風機廠家具有體積小、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,對離心式風機廠家進行結構優化越來越受到人們的關注。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。離心式風機廠家采用3種不同流量的五孔探頭,測量了風機蝸殼內流體的三維流動,得出傳統一維蝸殼型線設計方法忽略了風機內部嚴重的泄漏情況,應根據流體實際流動進行修正的結論。
1)離心式風機廠家在進氣箱出口與葉輪進口處有渦旋產生,其位置與流量大小相關,渦旋的存在導致葉輪流道發生了堵塞,是離心風機效率降低的原因之一。
2)加進氣箱后,風機葉輪尾緣的“尾跡-射流”現象更加的嚴重,且在小流量區風機內部流場存在偏心現象。
3)加進氣箱后離心式風機廠家不僅效率有所降低,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。
4)相比于無進氣箱的情況下,加進氣箱后,風機隨流量的增加,噪聲提升的更快,且在大流量區明顯高于不帶進氣箱的噪聲。
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。
為了提高掘進工作面離心風機導流效果, 提出對離心式風機廠家圓弧形集流器加米字支撐架改造。通過建立離心風機幾何模型和數值模型,并施加邊界條件,利用Fluent 軟件對加米字圓弧集流器和普通圓弧集流器離心風機進行了整機內部流場數值模擬, 采用Tecplot 軟件進行后處理,顯示同流量下離心風機的壓力云圖。多翼離心風機由進口集流器、葉輪及蝸殼組成,具體結構如圖1所示。
煤礦生產中, 掘進工作面是主要的產塵環節。粉塵不僅嚴重危及采掘工作面人員的身體健康,而且容易造成重大事故隱患。采用除塵風機對掘進工作面進行降塵是主要降塵方式之一。但是,由于工作面粉塵極易隨風四處擴散,如何將粉塵定向導入離心風機,提高除塵效率,是亟待解決的問題。其中集流器是引導粉塵氣體進入離心式風機廠家的重要結構,其結構形式對風機性能有很大的影響。有關研究表明圓弧形集流器對提高風機性能效果好。離心式風機廠家在大流量區計算值比實測值偏高,小流量區計算值比實測值偏低,但是整體上計算結果與實測結果基本吻合。山東冠熙環保設備有限公司對集流器進行改進,在離心式風機廠家集流器內部的側壁上固定若干條肋組成的“米”字支撐架。
本文將對加米字支撐架的集流器和普通圓弧形集流器進行整機數值模擬,重點分析這2 種結構形式對掘進工作面的粉塵的導流效果,并對比其對風機性能的影響,為掘進工作面降塵效率的提高提供理論依據。
離心式風機廠家流體的數學模型
粉塵流體在風機中流動的物理條件較為復雜,影響因素較多,因此在離心風機的數值計算中,假設流體為連續等溫不可壓縮的牛頓流體穩態運動而且各組分之間沒有化學反應。其在風機中的流動要遵循質量守恒定律、動量定理和能量守恒定律3 個基本物理守恒定律的支配。B組合改進風機全壓降低了約5.0Pa,離心式風機廠家效率下降了約0.9%。
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;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離心式風機廠家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。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。
離心式風機廠家集流器的壓力用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, 離心式風機廠家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;粉塵不僅嚴重危及采掘工作面人員的身體健康,而且容易造成重大事故隱患。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。