环保除尘风机进气箱出口处(叶轮进口处)水平横向截面速度的矢量图及云图,从图中可以看出,虽然其出口几何结构是对称的,然而在出口处其流速为不均匀分布,靠进气方向处流速较高,被进气方向速度较低,气流经弯头转弯后,流速分布比较紊乱,从而使得进入风机叶轮的流速不均匀,与文献的研究结果一致,这是导致离心风机效率低的原因之一。现场检修人员反映,在打表过程中,径向百分表下方读
环保除尘风机
环保除尘风机进气箱出口处(叶轮进口处)水平横向截面速度的矢量图及云图,从图中可以看出,虽然其出口几何结构是对称的,然而在出口处其流速为不均匀分布,靠进气方向处流速较高,被进气方向速度较低,气流经弯头转弯后,流速分布比较紊乱,从而使得进入风机叶轮的流速不均匀,与文献的研究结果一致,这是导致离心风机效率低的原因之一。现场检修人员反映,在打表过程中,径向百分表下方读数不时出现异常情况:电机垫高已经很明显,但读数却不变或变小(当时百分表探头打在风机端半联轴器上,此情况下,如电机垫高,径向百分表在下方读数应增大)。
进气箱内的流动损失
进气箱的流动损失可以通过数值模拟计算分析,为理论研究提供参考,其大小为进气箱出口截面的动压乘以损失系数。由于进气箱出口速度大致与叶轮的进口速度一样。
进气箱对离心风机性能的影响可知在进气箱出口与环保除尘风机叶轮进口处存在涡旋现象,研究中发现该涡旋与流量大小有关,在大流量区涡旋不明显,且位于进气箱侧的叶轮叶套的进口处,随着流量的减小,涡旋形状更加的明显,并向进气箱出口方向B侧偏移。可以看出,原始风机叶轮流道内靠近出口处形成涡旋,主要原因是叶片出口附近存在较为严重的边界层分离现象。环保除尘风机叶片表面存在附面层,随着叶轮旋转,吸力面和压力面附面层的结构和形态是不同的。LiJingyin对有无进气箱的轴流风机进行了数值分析,并着重分析了进气箱内部的流动对轴流风机效率下降的影响。
环保除尘风机叶片吸力侧形成的低能流积聚的“尾迹区”,形成“射流-尾流”结构。加进气箱后,风机叶轮尾缘处的“尾迹-射流”更加的严重,风机模型尾迹区占了比较大的空间,减少了风机流道有效面积。在小流量区,风机内部的流场分布发生偏心现象(C 处),叶轮流道E 侧,气体比较充实,叶轮流道F 侧气体分布较差,与原始风机内部流场分布相比,其环保除尘风机叶轮流道的充盈性差。离心风机的效率曲线如图6,无进气箱情况下在流量为2.82kg/s,压力为3 106.23Pa 时,达到较率68.64%;加进气箱后在流量为1.68kg/s,压力为2 775.54Pa,达到较率59.45%,通过与原始风机对比可知,加进气箱后其较率降低8.19%。同样由图6 效率曲线对比图可知,加进气箱后风机整体效率降低,与原始环保除尘风机相比其区域比较窄,缩短了工作区域,且加进气箱后较优工况点向小流量区偏移。加进气箱后,离心风机的全开流量降低,与无进气箱相比,流量降低了16.9%。由图7 可知,加进气箱不仅降低了风机的全开流量,其全压也有所减少。风机性能测试采用C 型试验装置对带进气箱的离心风机进行了性能测试,测试标准按GB/T 1236-2017《工业通风机用标准化风道进行性能实验》执行。15m3/s,主要尺寸参数为:环保除尘风机蜗壳宽度b1152mm,叶轮内径1D210mm,叶轮外径2D246mm,叶片进口安装角178A,叶片出口安装角2160A,叶片圆弧半径r14mm,叶片数z60。
环保除尘风机与4 种消声方式风机的A 声级对比。从图中可以看出,每一种方式都有着不错的降噪效果,其中C 型改进风机降噪效果好,在额定工况点附近总A声级能降低约7 dB( A) ; B 型改进风机降噪效果也比较理想,优于A 和D 型改进风机; A 型改进风机的消声效果差。出现上述情况的原因应该是电机噪声通过蜗壳会被放大,而没有被吸声材料有效吸收。但后盖板加装消声材料,恰好吸收了电机的部分噪声,因此后盖板加装吸声材料降低风机噪声明显。为改善环保除尘风机受气体粘性影响导致流动分离加剧的现象,在传统蜗壳型线设计理论的基础上,研究气体粘性力矩对蜗壳壁线分布的影响,并采用动量矩修正方法对其进行改型设计。
本文对吸声蜗壳对风机降噪效果进行了研究,分别对单独蜗板、后盖板、蜗板与后盖板、蜗板与前盖板加装消声材料的4 种方式进行了试验测量,在环保除尘风机全工况范围内,风机噪声都有不同程度的降低,其中蜗板加后盖板组合的降噪效果好。由于穿孔板摩擦损失较大,气体流动阻力增加,导致风机压力和效率都有不同程度的降低。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。也证明了消声蜗壳有很好的降噪效果,并且环保除尘风机蜗壳尺寸虽然有一定的增大,但相对于消声器等其他降噪方法优势还是很明显的。对风机进出口安装条件有限制并且对噪声有一定要求的离心风机,吸声蜗壳是较好的选择。在设计集流器的结构时,应确保较大程度地符合金属叶轮附近气流的流动情况,同时还应保证集流器内气流的平稳运行。
为改善环保除尘风机受气体粘性影响导致流动分离加剧的现象,在传统蜗壳型线设计理论的基础上,研究气体粘性力矩对蜗壳壁线分布的影响,并采用动量矩修正方法对其进行改型设计。另外,为真实反映风机内流场分布情况,在标准k-ε 计算模型的扩散项中加入粘性应力作用,使其高计算误差降低至3%。对比分析改型前后风机数值模拟计算和试验测量结果可知,采用修改的k-ε 模型进行计算发现改型后风机内旋涡强度减小,蜗壳出口靠近蜗舌处流动分离得到改善。试验结果表明:改型环保除尘风机出口静压提升约25Pa,较大全压效率较原型机提升约10%。环保除尘风机叶片表面存在附面层,随着叶轮旋转,吸力面和压力面附面层的结构和形态是不同的。
同时,由于蜗壳张开度扩大能够抑制流动分离,使