为研究后高速离心鼓风机叶轮的流场及噪声问题,采用三维建模软件UG对现有叶轮进行逆向建模,提取出叶轮的几何模型,运用Hypermesh对叶轮模型进行网格划分,然后采用Fluent软件模拟了叶轮三维粘性定常流动特性,分析了叶轮内部流动情况,在此基础上对叶轮模型进行噪声分析,得到流场模拟和噪声分析结果,为叶轮优化设计提供理论依据。通过试验证明相对于周向蜗板加装消声材
高速离心鼓风机
为研究后高速离心鼓风机叶轮的流场及噪声问题,采用三维建模软件UG对现有叶轮进行逆向建模,提取出叶轮的几何模型,运用Hypermesh对叶轮模型进行网格划分,然后采用Fluent软件模拟了叶轮三维粘性定常流动特性,分析了叶轮内部流动情况,在此基础上对叶轮模型进行噪声分析,得到流场模拟和噪声分析结果,为叶轮优化设计提供理论依据。通过试验证明相对于周向蜗板加装消声材料,风机后盖板加装消声材料消声效果明显,且结构简单、制造方便风机压力损失小。
高速离心鼓风机作为干燥、通风类家电产品的重要组成部件,其性能直接影响着家电产量的高低。随着现代生活对节能、环保等要求日益提高,开发、低噪风机成为必然趋势。C组合改进风机全压降低了约36.8Pa,效率下降了约3.18%。离心式通风机的工作介质为气体,工作过程中会产生气动噪声、机械噪声和气固耦合噪声,其中气动噪声是主要噪声,约占到总噪声的45%左右。风机气动噪声主要由离散噪声(旋转噪声)和湍流噪声组成。高速高压离心风机旋转噪声较高,低速低压风机以湍流噪声为主。且基频噪声和宽频噪声在风机中不同程度的存在。目前对离心式通风机降噪研究还处于试验为主的研究阶段,但试验研究成本较大、周期较长,这对高速离心鼓风机产品开发非常不利。此外,影响离心式通风机气动噪声的因素众多,设计所得结果的降噪机理难以被系统揭示。数值模拟方法能够提供风机的内部流场信息和噪声分布情况,有利于准确认识离心式通风机噪声产生机理和降噪原理,为进一步推广降噪设计的方法提供依据。所以,对离心式通风机数值模拟的研究是非常必要的。
针对高速离心鼓风机有无进气箱两种结构形式,建立了两种计算模型,利用CFX 软件对两种模型进行数值模拟,研究其内部三维流场特性,基于数值模拟结果分析了进气箱对离心风机的性能影响。数值模拟结果表明:加进气箱后,离心风机的全开流量与压力有所降低,缩短了有效工作区域;在高速离心鼓风机内部叶轮进口处产生涡旋现象,堵塞了叶轮流道,使风机的效率和压力降低。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。数值模拟结果与实验测试值对比是比较吻合。进气箱是离心风机重要的组成部分,主要应用于大型离心风机与双吸离心风机。进气箱在其出口处气体发生近90°转弯,内部流场十分复杂,并造成很大的流动损失。其出口速度的不均匀性对高速离心鼓风机性能影响明显,有必要对其特性进行研究。A.G.Sheard通过研究加进气箱的通风机,在高速离心鼓风机叶轮进口加导流板控制叶轮进口的非均匀气流,结果表明在叶轮进口加导流板能够提高风机的全压,并得出了叶片根部断裂的原因。使用三维粒子动态分析仪(3D-PDA)对大型风机进气箱内部三维气体流场进行测量,揭示了其内部流动的基本特征,为了解进气箱流场结构和流动机理提供了依据。
1)高速离心鼓风机在进气箱出口与叶轮进口处有涡旋产生,其位置与流量大小相关,涡旋的存在导致叶轮流道发生了堵塞,是离心风机效率降低的原因之一。
2)加进气箱后,风机叶轮尾缘的“尾迹-射流”现象更加的严重,且在小流量区风机内部流场存在偏心现象。
3)加进气箱后高速离心鼓风机不仅效率有所降低,其全开流量与压力与无进气箱相比也有所下降,加进气箱后离心风机较优工况点向小流量区偏移,进气箱内部流场的复杂性以及出口速度的不均匀性对风机内部的流场分布产生了影响。
4)相比于无进气箱的情况下,加进气箱后,风机随流量的增加,噪声提升的更快,且在大流量区明显高于不带进气箱的噪声。
5)与实验测试结果对比分析,结果表明采用数值模拟研究风机性能是可行的。
为了提高掘进工作面离心风机导流效果, 提出对高速离心鼓风机圆弧形集流器加米字支撑架改造。高速离心鼓风机是广泛应用的一种机械,它的工作原理是将机械能转化成气体的压力能,进而排送气体,在建筑业、钢铁业和农业等领域都有应用。通过建立离心风机几何模型和数值模型,并施加边界条件,利用Fluent 软件对加米字圆弧集流器和普通圆弧集流器离心风机进行了整机内部流场数值模拟, 采用Tecplot 软件进行后处理,显示同流量下离心风机的压力云图。
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