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主營(yíng)產(chǎn)品: 通風(fēng)機(jī)
旋渦引風(fēng)機(jī)-冠熙風(fēng)機(jī)-高壓除塵引風(fēng)機(jī)廠
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引風(fēng)機(jī)高速流體和低速流體相互拉動(dòng),導(dǎo)致動(dòng)能損失較大,再加上二次流的阻礙,葉輪的流動(dòng)質(zhì)量大大降低,這種結(jié)構(gòu)非常不利于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。葉片切縫后,流道出口附近的速度梯度更加平衡,沒(méi)有回流。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)槽道的流動(dòng)可以將吸入面出口附近的流體吹走,這不僅避免了流出的現(xiàn)象,而且還將低速流體吸入吸入吸入面,改善了葉輪內(nèi)部的流場(chǎng)。結(jié)果表明,當(dāng)裂縫正好位于上邊界層剝離的前端時(shí),效果較佳。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑增加到490m時(shí),改進(jìn)后的風(fēng)機(jī)總壓力增加到4765pa,相應(yīng)的風(fēng)機(jī)運(yùn)行力矩增加到4。相比之下,引風(fēng)機(jī)葉片入口(第1段)開(kāi)口間隙的速度沒(méi)有顯著變化。葉片出口發(fā)生了巨大變化。葉片出口處的速度分布變得更加均勻,而原葉輪出口處的速度從吸入側(cè)到壓力側(cè)變化很大,說(shuō)明槽達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)化目的。
(1)通過(guò)數(shù)值模擬研究了開(kāi)槽對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響。結(jié)果表明,開(kāi)槽有利于提高風(fēng)機(jī)的性能,對(duì)風(fēng)機(jī)的流場(chǎng)有很大的影響。
(2)開(kāi)槽參數(shù)a/c=1.67,b/c=0.169時(shí),風(fēng)機(jī)性能相對(duì)較佳,風(fēng)機(jī)總壓提高4.25%,效率提高1.49%。
(3)引風(fēng)機(jī)葉片切縫后,通過(guò)切縫的流體能有效防止葉片表面附面層脫落,減少流動(dòng)損失,當(dāng)切縫位置與附面層分離前沿對(duì)齊時(shí),效果佳,使轉(zhuǎn)輪出口流速更加均勻。
(4)本文所得到的較佳插削參數(shù)只能從有限的方案中選取,可能會(huì)錯(cuò)過(guò)較佳插削角度和位置,有待進(jìn)一步研究。
通過(guò)數(shù)值計(jì)算方法,觀察離心風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的流動(dòng)情況,通過(guò)收縮蝸殼180°~360°之間的型線,改進(jìn)后的離心風(fēng)機(jī)出口靜壓,出口全壓和風(fēng)機(jī)效率都有所提高。
Beena D. Baloni等采用實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)具有相同葉輪,引風(fēng)機(jī)蝸殼采用等環(huán)量法與等平均速度法成型的離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明采用等平均速度法成型的蝸殼內(nèi)部氣流的速度梯度與壓力梯度都小于采用等環(huán)量法成型的蝸殼,內(nèi)部流動(dòng)情況更優(yōu)。在風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)中,建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型,介紹了復(fù)雜流場(chǎng)的數(shù)值模擬技術(shù),進(jìn)行了考慮三維流場(chǎng)的氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算,研究了流場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)引風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲的影響。
引風(fēng)機(jī)應(yīng)用廣泛,但由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜、葉道較長(zhǎng)導(dǎo)致其內(nèi)部流動(dòng)損失較大,效率較低。復(fù)雜的葉片結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其加工工藝復(fù)雜,在批量生產(chǎn)時(shí)葉片模具制造的成本較大,一般企業(yè)都只單件生產(chǎn)甚至不生產(chǎn),導(dǎo)致產(chǎn)品的供不應(yīng)求。斜槽離心風(fēng)機(jī)的壓力特性曲線表明,離心風(fēng)機(jī)的總壓力沒(méi)有單調(diào)變化,但隨著風(fēng)機(jī)流量的增加,斜槽離心風(fēng)機(jī)的總壓力減小。因此本文采用數(shù)值計(jì)算得方法,找到引風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)損失的根源,改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)特性,提高風(fēng)機(jī)的綜合性能。
根據(jù)以上分析,本文對(duì)斜槽式離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),從改善風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性出發(fā),首先在原型機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),而后根據(jù)風(fēng)機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,以合作單位的性能指標(biāo)為設(shè)計(jì)條件,完成風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)工作,具體的內(nèi)容如下:
本文通過(guò)查閱大量離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的文獻(xiàn),深入理解了風(fēng)機(jī)的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性的影響,并采用數(shù)值計(jì)算方法
(CFD)對(duì)風(fēng)機(jī)原型機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過(guò)觀察風(fēng)機(jī)不同截面處的等值線圖和流線圖,對(duì)風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)特性進(jìn)行了分析,為離心風(fēng)機(jī)的改進(jìn)提供思路。8dQ流量工況下,長(zhǎng)葉片的吸力面存在較大的別離區(qū),而且在短葉片的吸力面構(gòu)成兩個(gè)旋渦區(qū),其中葉片出口處的旋渦由于相鄰葉道的葉片壓力面的高壓區(qū)向葉片吸力面回流而構(gòu)成。以提高引風(fēng)機(jī)的效率和增大其全壓為改進(jìn)目標(biāo),對(duì)風(fēng)機(jī)的短葉片長(zhǎng)度、增大風(fēng)機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑和改變風(fēng)機(jī)蝸殼蝸舌與葉輪的間隙,對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響進(jìn)行了研究。
目前引風(fēng)機(jī)的湍流數(shù)值模擬方法有直接數(shù)值模擬法、雷諾時(shí)間平均法和大渦模擬法。每個(gè)湍流模型都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于直接數(shù)值模擬方法,其優(yōu)點(diǎn)是可以在不引入經(jīng)驗(yàn)?zāi)P图僭O(shè)的情況下模擬流場(chǎng)中各尺寸的湍流波動(dòng),因此被稱為精準(zhǔn)的湍流波動(dòng)。精細(xì)計(jì)算引風(fēng)機(jī)流體數(shù)值模擬方法的缺點(diǎn)是在直接數(shù)值計(jì)算中,網(wǎng)格尺寸要求很小,導(dǎo)致計(jì)算量的增加。它通常需要較大的內(nèi)存和快速的CPU,因此在實(shí)際工程中很難應(yīng)用。雷諾時(shí)間平均法是工程中常用的數(shù)值模擬方法。引風(fēng)機(jī)通過(guò)引入雷諾應(yīng)力的封閉方程,可以求解時(shí)間平均雷諾方程。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同時(shí),大型風(fēng)機(jī)可以通過(guò)聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)直接聯(lián)接,稱為D傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是避免了直接數(shù)值模擬計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題,但這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)P椭贿m用于有限的環(huán)境。直接數(shù)值模擬(DNS)是瞬時(shí)湍流控制方程的直接解。DNS的較大優(yōu)點(diǎn)是它不需要對(duì)湍流進(jìn)行任何簡(jiǎn)化或近似。理論上,可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。然而,直接引風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬所需的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大,計(jì)算量大。目前,只有一些簡(jiǎn)單的流動(dòng)機(jī)理可以研究,如室內(nèi)空氣流動(dòng)、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動(dòng)過(guò)程中的碰撞磨損等。
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