以4-73No.8D 离心风机为研究对象,对比了适配进气箱的两种不同导流器,并测试了噪声;刘晓良等研究了消声蜗壳消声材料厚度、空腔厚度等对风机降噪效果的影响,结果表明:适当增加消声材料厚度或空腔厚度可以提高消声蜗壳的降噪效果。一种包含复杂形状进气箱与旋转叶轮一体的锅炉离心引风机的算法,可以很好的揭示斜流风机内部流动的特征;对电站锅炉锅炉离心引风机进气箱三维粘性
锅炉离心引风机
以4-73No.8D 离心风机为研究对象,对比了适配进气箱的两种不同导流器,并测试了噪声;刘晓良等研究了消声蜗壳消声材料厚度、空腔厚度等对风机降噪效果的影响,结果表明:适当增加消声材料厚度或空腔厚度可以提高消声蜗壳的降噪效果。一种包含复杂形状进气箱与旋转叶轮一体的锅炉离心引风机的算法,可以很好的揭示斜流风机内部流动的特征;对电站锅炉锅炉离心引风机进气箱三维粘性流场进行了数值模拟,分析了进气箱内气体流动特性的影响,并对进气箱的设计和改造提出了建议;Li Jingyin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。本文基于CFX 软件,对有无进气箱两种离心风机,分别建立了数值计算模型,进行了三维数值模拟分析,研究锅炉离心引风机其内部流场特性。并与实验的实测数据进行对比分析,验证数值计算结果的合理性。本文采用一种特殊设计的进气箱,这种形式的进气箱削弱了气流在90°转弯过程中的能量损失,在转弯处气流更加的平稳,加速过程更加的均匀。该进气箱进口为矩形,出口为与集流器相连的圆形。通过solidworks 建立的两种形式的三维模型,两种模型除进气箱外其他尺寸相同。
整机压力云图分布
通过Fluent 软件对掘进工作面离心风机进行流场数值模拟,模拟得出在同流量下,加米字集流器和普通集流器离心风机压力云图可以看出,风机静压从进口至出口逐渐增大,在蜗壳外达到较大。加米字集流器风机进口静压明显高于普通集流器离心风机, 其较大静压达到2 510 Pa,普通集流器达到1 440 Pa;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。加米字风机的全压较大可达5 860 Pa,而普通集流器较大达到4 260 Pa。
锅炉离心引风机集流器的压力用Tecplot 软件对模拟结果进行后处理,可以对离心风机集流器的受压进行对比分析。加米字形集流器和普通圆弧形集流器内部流场受压分布所示, 锅炉离心引风机米字形集流器入口压力为-8 000 Pa,到集流器出口达到-18 000 Pa,压差10 000 Pa;普通圆弧形集流器入口压力为-8 000 Pa,到集流器出口达到-16 000 Pa,压差8 000 Pa,小于米字形集流器。同时也可以看出,加米字形集流器压力梯度变化趋势比普通圆弧形集流器平缓,对稳定进口气流,保证气流的均匀及稳定有更明显的作用。蜗壳优化对锅炉离心引风机金属叶轮稳定运行的影响蜗壳是离心风机金属叶轮的重要组成部分。
将建立好的锅炉离心引风机三维模型导入ICEM 软件进行混合网格的划分。其中进出口和叶轮区域采用结构化网格,而蜗壳部分由于其内部结构复杂,尤其是电动机周围结构并非规则模型,故采用适应性较强的非结构化四面体网格,具体网格如图3 所示。综合考虑动静耦合区域对数值模拟预测结果的影响,在进行网格划分时,对边界层进行加密处理,其较低网格质量雅克比[14]在0.3 以上。为了保证数值计算结果的准确性,避免网格误差对其模拟结果造成影响,对锅炉离心引风机进行网格无关性验证,如表1 所示。综合考虑计算精度和计算效率可知,当网格数为25 万左右时预测结果较为合理,终确定整个计算域的网格数为2513558。其在风机中的流动要遵循质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律3个基本物理守恒定律的支配。k-ε 模型作为为普遍有效的湍流模型,能够计算大量的各种回流和薄剪切层流动,被广泛应用于各类风机的数值求解计算中。
由于有梯度扩散项,模型k-ε 方程为椭圆形方程,故其特性同其他椭圆形方程,需要边界条件:锅炉离心引风机出口或对称轴处k / n0和/ n0。但上述边界条件只针对高雷诺数而言,在固体壁面附近,流体粘性应力将取代湍流雷诺应力,并在临近固体壁面的粘性底层占主要作用。而多翼离心风机由于结构尺寸小、相对马赫数低,气体黏性力在流体流动过程中起重要作用,因此,在实际运用过程中,标准k-ε 模型由于未充分考虑粘性力的影响,导致计算模型出现偏差。运用Visual C++将上述修正函数编写为UDF代码,并导入Fluent 内置Calculation module。为符合实际运行状态,锅炉离心引风机进出口边界条件设置为压力入口和压力出口,出口压降与动能成正比,从而避免在进口和出口定义一致的速度分布[15]。对内藏电动机的形状设计不当会增加金属叶轮内部的流动损失,从而导致噪声增大,离心风机性能降低。后以CFD 计算的定常结果作为初始条件,进行非定常数值计算。
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