高速离心鼓风机叶轮由若干结构参数组成,这些参数对离心风机的性能有着重要的影响。相似原理在风机上的应用,极大地促进了风机的设计和改进。在风机设计中,根据相似原理,可以选择现有的风机或经过试验的机型进行相似设计,以保证风机达到预期效果。在没有合适、的风机或模型的情况下,可以根据高速离心鼓风机相似原理制作模型,然后将模型试验的结果转换为机器的实际结果,完成风机
高速离心鼓风机


高速离心鼓风机叶轮由若干结构参数组成,这些参数对离心风机的性能有着重要的影响。相似原理在风机上的应用,极大地促进了风机的设计和改进。在风机设计中,根据相似原理,可以选择现有的风机或经过试验的机型进行相似设计,以保证风机达到预期效果。在没有合适、的风机或模型的情况下,可以根据高速离心鼓风机相似原理制作模型,然后将模型试验的结果转换为机器的实际结果,完成风机的设计。引风机风量496800m3/h,全压6600pa,轴功率1086KW,设计电流146。然而,相似原理的应用必须严格满足几何相似、运动相似和动态相似等相似条件。可以看出,在相同的条件下,通过风机转速与叶轮出口直径的比值,可以得到风机流量、静压、总压和内功率的比例关系。然而,当只改变叶轮结构参数时,改进后的风机与原型风机的相似性将不能得到满足。因此,本文通过改变高速离心鼓风机叶轮的结构参数和数值计算方法,对改进后的风机性能进行了评价和分析。离心风机结构参数试验模型为2900转/分斜槽离心风机,传动方式为A型传动。斜槽离心风机主要由叶轮、蜗壳和集热器组成。叶轮由前、后、叶片三部分组成。前盘为锥形弧。叶轮直径480mm,叶片数20片。短刃10片,长刃10片,分布均匀。短叶片为截短半径的前叶片,其余部分与长叶片结构相同,所有叶片出口安装角度为140度。叶轮图如图3.1所示。蜗壳为矩形截面,宽度为69mm。


离心风机的瞬态计算方法采用第二章所述的稳态计算方法。计算结果收敛后,将收敛结果作为瞬态计算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用数值计算方法对斜槽离心风机的内部流动进行了分析,并根据内部流动规律进行了相应的改进和设计工作。采用隐式分离法求解离散方程。高速离心鼓风机的压力修正采用简单算法进行。对流项采用二阶迎风格式离散,扩散项采用二阶中心格式离散,时间项采用二阶隐式格式离散。时间步长由公式确定。离心风机空气动力噪声的计算离心风机运行时产生的噪声主要包括机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声。离心风机的内部是复杂的三维非定常涡噪声。复杂流场结构与气动噪声的相关性是气动噪声研究中的一个难题。

为了了解三维流场结构对气动噪声的影响,在气动噪声预测中,采用条带理论方法确定叶片表面的气动参数。近年来,风机流场结构的研究取得了很大进展。当流量大于设计流量时,子午线速度mc1增大,入口速度与圆周切线的夹角大于叶片入口角度1aβ,高速离心鼓风机迎角为负。在风机气动噪声预测中,建立了相应的物理模型和数学模型,介绍了复杂流场的数值模拟技术,进行了考虑三维流场的气动噪声预测计算,研究了流场结构对高速离心鼓风机气动噪声的影响。讨论了如何有效地控制风机内部流量,降低风机噪声。高速离心鼓风机采用多耦合仿生设计和数值计算方法,研究了仿生叶片的降噪机理。结果表明,仿生叶片的锯齿后缘结构可以有效地改变叶片后缘脱落涡的结构和频率,从而减小叶片表面的压力波动和气流对叶片前缘的影响,使A计权声压级提高。风机的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]将叶片的线性后缘改为S形后缘,结果表明,S型后缘叶片能有效地降低空调风机的噪声,使高速离心鼓风机噪声降低到2.2dB左右。当S型后缘角为5度,叶片倾角适当增大时,可有效降低空调风机噪声。
改造后,对两台高速离心鼓风机进行性能评价试验,包括全负荷风机数据试验、改造前后数据试验和风机较大出力试验数据,如下所示。短叶片为截短半径的前叶片,其余部分与长叶片结构相同,所有叶片出口安装角度为140度。(1)满负荷风机数据试验:锅炉满负荷运行时,炉内氧含量维持在2.5%,炉内负压维持在0-50pa,锅炉稳定运行2小时后,现场测量两台引风机数据。满足机组满负荷要求。风机满负荷数据见表2。
(2)改造前后数据试验:风机改造后,锅炉正常运行1小时,运行参数稳定。采集风机的数据,并与改造前的数据进行比较。锅炉满负荷时,两台引风机电流降低48A。
(3)高速离心鼓风机较大出力试验:冷态下,风机挡板开度为80%时,风机电流达到设计值。A风机入口挡板开启80%时,风机电流为146A,B风机入口挡板开启80%时,风机电流为145.6A,满足设计要求。
结论
(1)与改造前后引风机试验数据相比,A风机效率提高17.2%,B风机效率提高13.8%。正常运行时,风机进口挡板开度为50%~55%,风机电流95~100A,满足机组满负荷运行要求。
(2)改造后高速离心鼓风机电耗降低26384 kWh,增压风机电耗降低52159 kWh,合计77543 kWh,辅助电耗降低0.5%。