以离心式风机型号为研究对象,利用NUMECA 软件对其叶片进行开缝数值模拟,结果表明,开缝对风机内部流场有一定优化作用,并依据叶轮流场和风机性能的改善情况,确定了较优的开缝角度和开缝位置,在较优开缝方案下,流体在流道出口的速度比较均匀一致,且风机全压提高4.25%,效率提高1.49%。考虑到后期改善离心式风机型号结构的便利性,叶轮与蜗壳分开啮合,并在相应
离心式风机型号
以离心式风机型号为研究对象,利用NUMECA 软件对其叶片进行开缝数值模拟,结果表明,开缝对风机内部流场有一定优化作用,并依据叶轮流场和风机性能的改善情况,确定了较优的开缝角度和开缝位置,在较优开缝方案下,流体在流道出口的速度比较均匀一致,且风机全压提高4.25%,效率提高1.49%。考虑到后期改善离心式风机型号结构的便利性,叶轮与蜗壳分开啮合,并在相应的表面建立接口进行数据交换。
风机属于通用机械类。离心式风机型号应用广泛,但由于其叶片结构复杂、叶道较长导致其内部流动损失较大,效率较低。它们广泛应用于国民经济的各个部门。风机是工农业生产不可缺少的设备。据统计,风机用电量约占总用电量的9%。目前,离心风机在我国能源系统中占有很大的比重。因此,提高离心风机的性能对于工矿企业节能增效具有重要意义。离心式风机型号的节能方法主要是从运行调整和结构改造两个方面进行的,对运行调节的研究非常广泛;离心式风机型号结构改造主要包括换流器的安装、动静叶的改造等,目前对风机叶片开槽技术的研究还不多见。而且工程应用不广泛。清华大学等人通过对长、短叶片的开槽,使离心风机的性能曲线变平,区变宽,使非设计性能更好。对叶片弦缝进行了研究,改善了叶栅周围的压力分布,降低了总压损失15.8%。研究了吸入点和回流点的位置,即狭缝的位置,并提出了良好的建议。杨科等人对航空工业风力机的开槽问题进行了研究。模拟了不同攻角下的上、下风面开槽和自下而上的开槽。分析了不同工况下的流场和流线分布。结果表明,开槽对改善风力机静失速特性非常有益。


通过实验和数值模拟研究了离心式风机型号的流场,这是研究离心风机内部流动的两种主要方法。得到了由SSTK-U湍流模型计算的总压、效率和实验值的误差值。实验方法可以得到详细而准确的结果,但实验成本高,周期长。随着计算机技术和计算流体力学(CFD)的发展,数值方法在涡轮内部流动模拟中得到了广泛的应用。采用数值方法设计了离心风机的子午线廓线。以离心式风机型号为例,进行了数值计算。结果表明,采用数值计算方法可以简单、准确地得到给定子午线分布的叶轮子午线轮廓。提高风机的设计效率,具有良好的工程实用价值。提出了一种现代离心风机的设计方法,即数值计算法。离心风机分为三部分,分别计算。迭代法考虑了这三个部分之间的相互作用。研究表明,上述数值计算方法可为风机的改进设计提供良好的依据。改进后的离心式风机型号效率提高,噪声降低。研究了风机叶片安装的不均匀性。结果表明,数值计算方法可以定性地计算出风机的噪声值,但由于计算值与实验值之间存在较大误差,无法替代噪声的实验研究。采用不等距离安装叶片的方法可以有效地降低风机的峰值噪声。
为了减少离心式风机型号蜗舌与叶轮间隙过大造成的流量损失,第三种改进方案适当减小了蜗舌与叶轮间隙。随着环保政策的不断深入,生产锅炉的环保指标必须满足超低排放要求。但蜗壳舌与叶轮间隙过大,会增加风机的噪声值,降低风机的性能。在前向离心风机中,蜗壳舌与叶轮之间的间隙通常为叶轮旋转直径的0.07-0.15倍。原型离心式风机型号蜗壳舌与叶轮间隙为叶轮旋转直径的0.11倍。在第三种方案中,蜗壳舌和叶轮之间的间隙分别减小到叶轮旋转直径的0.07倍和0.09倍。当蜗壳舌部间隙为叶轮间隙的0.09倍时,效果较好。可以看出,通过减小离心式风机型号蜗壳舌片间隙,蜗壳舌片附近的低压涡在设计流量条件下消失,同时蜗壳内部气体再次减少。在设计流量条件下,通过改变蜗舌与叶轮之间的间隙,可以有效地提高风机的总压,降低风机所需的扭矩,提高风机效率2.1%。
(1)本文详细介绍了离心式风机型号的数值计算过程,包括模型建立、网格化(预处理)、导入求解计算、后处理等。针对离心式风机型号具体实例,本文采用结构化网格进行数值模拟,并利用Autogrid软件提供的H型网格自动生成功能生成进水口和叶轮的终网格。采用数值计算方法对斜槽风机的不同流动条件进行了计算。得到了由SSTK-U湍流模型计算的总压、效率和实验值的误差值。总压和效率的较大误差分别为4%和7%。验证了数值计算结果的准确性。
(2)通过观察风机不同截面上的总压和速度等值线,可以得出离心风机的内部流动规律:由于叶轮的旋转,在叶轮入口产生较大的负压值,使空气从集尘器进入叶轮。从表中可以看出,在设计条件下,风机的总压和效率随网格密度变化不大。在叶轮中,由于叶轮的转动和叶片对气体的作用,叶轮内部沿径向由内向外移动,总压值逐渐增大。较大总压力位于叶轮出口外缘和叶片压力面。由于叶片压力面速度较大,吸力面速度较小,形成了尾流结构。



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