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發(fā)布時間:2021-03-31 10:17  
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綜上所述,本文通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響進行研究,簡要分析了各部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響。主要從集流器優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響、窩殼優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響、電機優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響,以及葉片形狀優(yōu)化對6-30風機金屬葉輪穩(wěn)定運行影響四個方面進行分析,為保證金屬葉輪的穩(wěn)定運行提供技術(shù)支持。6-30風機管道共振和檢查處理措施風機的進出口管段風速很高,高速穿行的風會擾動管道,使管道發(fā)生共振。各部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響
集流器優(yōu)化對6-30風機金屬葉輪穩(wěn)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6-30風機葉輪的效率以及風機整體性能的目的。集流器的結(jié)構(gòu)形式對氣流的流動損失以及金屬葉輪的平穩(wěn)運行都有很大影響,因此對集流器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化是非常重要的。在設(shè)計集流器的結(jié)構(gòu)時,應(yīng)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(yīng)保證集流器內(nèi)氣流的平穩(wěn)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(wěn),但是集流器喉部到葉輪進口階段容易發(fā)生邊界層分離現(xiàn)象,增加6-30風機的損失,導致離心風機效率降低。對于6-30風機消聲蝸殼降噪效果的研究,國內(nèi)外很多學者都做了不少的研究工作。因此,必須優(yōu)化集流器結(jié)構(gòu),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(wěn)運行。
以4-73No.8D 離心風機為研究對象,對比了適配進氣箱的兩種不同導流器,并測試了噪聲;一種包含復(fù)雜形狀進氣箱與旋轉(zhuǎn)葉輪一體的6-30風機的算法,可以很好的揭示斜流風機內(nèi)部流動的特征;加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場受壓分布所示,6-30風機米字形集流器入口壓力為-8000Pa,到集流器出口達到-18000Pa,壓差10000Pa。對電站鍋爐6-30風機進氣箱三維粘性流場進行了數(shù)值模擬,分析了進氣箱內(nèi)氣體流動特性的影響,并對進氣箱的設(shè)計和改造提出了建議;Li Jingyin對有無進氣箱的軸流風機進行了數(shù)值分析,并著重分析了進氣箱內(nèi)部的流動對軸流風機效率下降的影響。本文基于CFX 軟件,對有無進氣箱兩種離心風機,分別建立了數(shù)值計算模型,進行了三維數(shù)值模擬分析,研究6-30風機其內(nèi)部流場特性。并與實驗的實測數(shù)據(jù)進行對比分析,驗證數(shù)值計算結(jié)果的合理性。本文采用一種特殊設(shè)計的進氣箱,這種形式的進氣箱削弱了氣流在90°轉(zhuǎn)彎過程中的能量損失,在轉(zhuǎn)彎處氣流更加的平穩(wěn),加速過程更加的均勻。該進氣箱進口為矩形,出口為與集流器相連的圓形。通過solidworks 建立的兩種形式的三維模型,兩種模型除進氣箱外其他尺寸相同。
6-30風機進氣箱出口處(葉輪進口處)水平橫向截面速度的矢量圖及云圖,從圖中可以看出,雖然其出口幾何結(jié)構(gòu)是對稱的,然而在出口處其流速為不均勻分布,靠進氣方向處流速較高,被進氣方向速度較低,氣流經(jīng)彎頭轉(zhuǎn)彎后,流速分布比較紊亂,從而使得進入風機葉輪的流速不均勻,與文獻的研究結(jié)果一致,這是導致離心風機效率低的原因之一。試驗噪聲分析離心風機的噪聲按照流體動力聲源的發(fā)聲機制,分為三類:1)單極子,2)偶極子,3)四極子,風機正常工作狀態(tài)下產(chǎn)生的噪聲主要來源于偶極子源。
進氣箱內(nèi)的流動損失
進氣箱的流動損失可以通過數(shù)值模擬計算分析,為理論研究提供參考,其大小為進氣箱出口截面的動壓乘以損失系數(shù)。由于進氣箱出口速度大致與葉輪的進口速度一樣。
進氣箱對離心風機性能的影響可知在進氣箱出口與6-30風機葉輪進口處存在渦旋現(xiàn)象,研究中發(fā)現(xiàn)該渦旋與流量大小有關(guān),在大流量區(qū)渦旋不明顯,且位于進氣箱側(cè)的葉輪葉套的進口處,隨著流量的減小,渦旋形狀更加的明顯,并向進氣箱出口方向B側(cè)偏移。可以看出,原始風機葉輪流道內(nèi)靠近出口處形成渦旋,主要原因是葉片出口附近存在較為嚴重的邊界層分離現(xiàn)象。上文闡述的引起風機振動的因素只是本人原所在企業(yè)常見的,當然不排除其他類型的風機會有其他的因素。6-30風機葉片表面存在附面層,隨著葉輪旋轉(zhuǎn),吸力面和壓力面附面層的結(jié)構(gòu)和形態(tài)是不同的。
在標準進氣風管測試裝置上,對6-30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(jié)構(gòu)形式下風機性能和噪聲特性。試驗結(jié)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(shè)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(jù)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(shè)計點能夠降低12.5dB(A);6-30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(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的通用輔助設(shè)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。6A防爆防腐蝕的離心式通風機,其主要參數(shù):電機功率22kW,轉(zhuǎn)速2930r/min,流量10122~25736m3/h,全壓4152~2330Pa。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(nèi)連續(xù)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6-30風機消聲蝸殼降噪效果的研究,國內(nèi)外很多學者都做了不少的研究工作。Bartenwerfer等將蝸板外側(cè)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)。但是同流量下,普通圓弧形集流器比加米字形集流器風機壓差大,有效值大2366Pa,風機全壓差加米字形比普通圓弧形小2350。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(jié)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。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(cè)板加消聲材料的消聲蝸殼降噪效果研究得還比較少。