蜗壳优化对离心通风机型号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。它可以通过导流与扩大压力来提高离心风机的效率。蜗壳入口气流由于受到蜗壳流动不对称的影响,导致分布不均的现象发生。这种分布不均匀的现象会直接堵塞叶轮出口,从而使叶轮发生周期性的加速或减速,进而降低离心风机的工作效率,缩小了离心通风机型号工作的范围,影响了金属叶轮的
离心通风机型号
蜗壳优化对离心通风机型号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。它可以通过导流与扩大压力来提高离心风机的效率。蜗壳入口气流由于受到蜗壳流动不对称的影响,导致分布不均的现象发生。这种分布不均匀的现象会直接堵塞叶轮出口,从而使叶轮发生周期性的加速或减速,进而降低离心风机的工作效率,缩小了离心通风机型号工作的范围,影响了金属叶轮的平稳运行。主要原因是大流量工况下,蜗壳内部气流速度较高,气流与穿孔板之间的摩擦损失增加。因此在蜗壳的优化设计过程中必须将蜗壳宽度对流场的影响考虑在内,合理设计外壳的宽度,降低对流场的影响。从而保证金属叶轮的平稳运行。
电机优化对离心通风机型号金属叶轮稳定运行的影响吸油烟机、空调系统等设备空间较小,为了节省空间,一般会使用内藏电动机设备。内藏电动机的长度、头部倾角等在一定程度上影响着风机性能和噪音。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。电动机的轴向长度和气流的排挤率呈正相关的关系。然而离心风机也会造成大量的能源消耗,必须实现对离心风机的结构优化,以保证金属叶轮的平稳运行,达到节约能源的目的。叶轮进口处的流道变窄会使前盘处脱流区域变大,从而导致金属叶轮内部损失增加。因此,在设计电机形状时,应充分考虑电机形状对叶轮内部流动的影响,从而提高金属叶轮的稳定性,确保离心风机的性能。
针对离心通风机型号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;在离心通风机型号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。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离心通风机型号性能影响明显,有必要对其特性进行研究。叶轮进口处的流道变窄会使前盘处脱流区域变大,从而导致金属叶轮内部损失增加。A.G.Sheard通过研究加进气箱的通风机,在离心通风机型号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。
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;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。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:离心通风机型号出口或对称轴处k/n0和/n0。
离心通风机型号集流器的压力用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, 离心通风机型号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。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。
离心通风机型号与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。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。
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,在离心通风机型号全工况范围内,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,并且离心通风机型号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。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。对