工业生产中的6-41离心风机特别是离心式风机应用很广泛,在一些生产装置中甚至属关键设备。风机的安全、可靠运行是实现稳定生产的重要保证。由于蜗壳壁面是离心风机主要的气动噪声源,蜗壳不消声时,声波在风机蜗壳内连续反射,形成一个混响声场,声压级较高。但由于种种原因,造成风机超过允许范围的振动的现象并不少见,严重的剧烈振动会造成风机本体及其关联设备破坏的设备事
6-41离心风机
工业生产中的6-41离心风机特别是离心式风机应用很广泛,在一些生产装置中甚至属关键设备。风机的安全、可靠运行是实现稳定生产的重要保证。由于蜗壳壁面是离心风机主要的气动噪声源,蜗壳不消声时,声波在风机蜗壳内连续反射,形成一个混响声场,声压级较高。但由于种种原因,造成风机超过允许范围的振动的现象并不少见,严重的剧烈振动会造成风机本体及其关联设备破坏的设备事故,甚至还会造成人身安全事故。因此,必须高度重视风机的维护检查工作。企业的6-41离心风机技术人员及其操作人员和维修人员在工作中必须对风机的运行状况进行监测、巡查,及时发现故障隐患并及时排除,防患于未然。本文研究的目的在于针对工业生产中常用的离心式风机运行中易于发生的振动现象进行研究和可采取的处理措施,应该能对生产中从事此类设备管理和维修的人员提供借鉴意义。
6-41离心风机绝大多是由电动机驱动工作的主要由叶轮、蜗壳、轴和轴承座及一些控制附件组成,属动设备。动设备完全不振动是不可能的,只是振动的允许范围不同而已。5,集流器、叶轮、蜗壳等各流体区域结合处的公共面采用interface边界类型面,将叶片的压力面和吸力面以及叶轮前盘、后盘和转轴的内外表面一起定义为旋转壁面。一般来讲,大型高速风机轴承采用轴瓦,润滑采用润滑油强制喷射润滑,高速旋转的主轴悬浮于油膜上,正常工况时振动很低。中小型的中低速风机轴承采用滚动轴承,常采用润滑脂润滑或润滑油浸泡飞溅润滑,正常工况时振动稍大。振动无论大小,只要符合相关技术要求即可,但是异常的、超标的振动必须及时处理,否则振动会恶化,后造成事故和经济损失。
6-41离心风机产生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式刚性和可靠性欠佳,当联轴器转到下方时,由于磁性表座、连接杆、紧固件和百分表的自重,造成百分表下坠,探头脱离测点,结果就是产生上文所述的异常读数。当检修人员按作者建议制作的表架后,在检修过程中,不再出现异常读数,检修任务按时圆满完成。运用VisualC++将上述修正函数编写为UDF代码,并导入Fluent内置Calculationmodule。6-41离心风机转子不平衡和检查处理措施造成风机转子不平衡的原因主要有:叶轮出现不均匀的磨损或腐蚀;叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物;叶片连接处存在裂纹或叶轮与轮毂、轮毂与轴颈的连接配合松动等。用测振仪测得数据,如果显示振动值径向较大而轴向较小或者振动值随转速上升而增大,都是转子不平衡引起振动的特征。
预防处理措施主要有:
一是,根据6-41离心风机的运行工况,在进风机前工序上采取除尘措施,控制减少进入风机的粉尘等含量;
二是,定期清理风机叶轮,顺便仔细检查叶轮是否存在裂缝以及叶轮与主轴的配合情况。因此提高蜗壳型线设计水平,不仅能改善风机气动性能,还能达到降低噪声的效果。一般来说,转子不平衡引起的振动都是叶轮表面存在不均匀的积灰或附着物产生的。对于难于清洗的6-41离心风机叶轮转子可采用化学法清洗,如硫酸生产中二硫化硫主风机叶轮,可采用氢氧化钙稀水,再用高压喷射机喷射清洗叶轮,速度快效果佳。
6-41离心风机性能试验原理及其装置为了验证修正后数值计算模型的准确度,对原风机的不同工况气动性能试验。6-41离心风机采用3种不同流量的五孔探头,测量了风机蜗壳内流体的三维流动,得出传统一维蜗壳型线设计方法忽略了风机内部严重的泄漏情况,应根据流体实际流动进行修正的结论。将修正前后数值计算模型预测原型机性能结果与试验值作对比分析,由数据可知,采用标准k-ε 模型预测的风机性能曲线较试验值存在一定误差,其较大误差值达9.5%,修正的k-ε 模型,各流量工况下6-41离心风机出口静压计算值与试验值吻合,其性能曲线趋于重合,两者误差值明显减小,且较大误差降低至3%,充分验证了所采用的数值计算模型修正方法的可行性,同时为下文6-41离心风机性能的准确度和可靠性预测提供支撑。设计原理分析原风机蜗壳内壁型线采用的是传统蜗壳型线设计方法,即不考虑壁面粘性摩擦的影响,气流动量矩保持不变,运用不等边基圆法绘制的近似阿基米德螺旋线。而实际流动过程中,气体粘性作用常导致其速度在过流断面上呈现的分布不均匀现象。
对于低速小型多翼离心风机而言,由于气体流道狭窄,受粘性作用的影响,风机内壁面边界层分离加剧,经过叶轮加速的气体流速沿蜗壳径向方向逐渐减小,而在6-41离心风机蜗壳出口处,由于同时受到蜗舌结构和蜗壳壁面的影响,其流速为管道流速度分布,受粘性作用的影响,蜗壳内流体于整个流道空间内呈现速度分布不均匀的现象,因此在实际流动过程中,流体动量矩并不是不变的,而是随流动的进行不断减小,故基于动量矩守恒定律设计的传统蜗壳型线存在动量修正的必要。改型设计方法由于气体粘性力无法通过简单的公式运算获得,且其大小受气体速度的影响,因此本文采用一种简单化的求解方法,即基于传统不等边基圆法,6-41离心风机运用改进后的k-ε 模型对原风机进行数值模拟,设置如图8 所示的4 个监测截面,其方位角φ 分别为90°、180°、270°、360°。B组合改进风机全压降低了约5.0Pa,6-41离心风机效率下降了约0.9%。通过Fluent 后处理计算得出蜗壳壁面区域于以上4 个截面处所受粘性力大小Fν ,测量力矩中心至力原点距离R,由额定工况下风机总质量流量q 计算得单位质量流体所受黏性力矩平均值m FR / q。
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