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锅炉风机广泛应用于冶金、化工、钢铁、水泥等重工业。其结构特点是整体结构紧凑，叶轮宽径比小，内、外径比小，长、短叶片分布均匀，压力系数高，流量系数小，因此常用于高压、小流量场合。锅炉风机采用SolidWorks三维建模软件对斜通道离心风机进行了三维建模，对整个离心风机进行了建模。针对风机效率低、加工工艺复杂等缺点，提出了一种改进的风机效率设计方案，并采用C
锅炉风机








锅炉风机广泛应用于冶金、化工、钢铁、水泥等重工业。其结构特点是整体结构紧凑，叶轮宽径比小，内、外径比小，长、短叶片分布均匀，压力系数高，流量系数小，因此常用于高压、小流量场合。锅炉风机采用SolidWorks三维建模软件对斜通道离心风机进行了三维建模，对整个离心风机进行了建模。针对风机效率低、加工工艺复杂等缺点，提出了一种改进的风机效率设计方案，并采用CFD数值计算方法进行了分析验证。




本文对风机进行改进和设计的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型计算斜槽风机样机的流量。数值计算结果与原始测量数据吻合较好，证明了该计算模型和数值计算方法的可行性。通过对锅炉风机不同截面的等值线和流线的观测，分析了叶轮通道内流动损失的原因。通过控制叶片吸力面边界层的分离，降低了风机的内部流动损失。针对风机内部流动状况，提出了三种不同的改进方案。在改进方案不能满足性能要求的情况下，对风机进行了重新设计。为了使风机叶片通道内的流动更加合理，根据叶轮通道截面面积逐渐变化的原理，建立了风机叶片型线形成的数学模型，并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。锅炉风机总压tfp与叶轮外径、转速n和叶片出口安装角的关系，确定锅炉风机叶轮的外径。风机叶片的设计采用“双圆弧”成形方法，不仅简化了风机的加工工艺，而且使风机的总压力提高到5257pa，效率提高到68%。后介绍了离心风机的瞬态计算方法，分析了瞬态计算中时间步长的选择原则。采用瞬态数值方法对新设计的风机内部流动进行了数值模拟。在瞬态计算结果稳定后，锅炉风机采用FW-H模型计算了设计风机的气动噪声，远场噪声值为58dB。













在锅炉风机样机的基础上，只增加了风机叶轮的旋转直径。因此，改进后的风扇与样机的几何相似性不满足风扇相似性原理的条件。因此，通过改进后的数值计算分析了改进效果。第二种改进方案的基本思想是在风机外壳不变的情况下，增加风机叶轮的旋转直径。风机叶轮的具体改进方法在保持叶片出口安装角度不变的前提下，风机叶轮的旋转直径分别由480 mm增加到490 mm和500 mm。通过对改进后的锅炉风机的数值计算，在第二种改进方案中通过增加叶轮的旋转直径来提高风机的总压。为了降低设计风机的噪声值，提高风机的效率，选用叶片出口安装角2aβ为120度。当叶轮旋转直径增加到490m时，改进后的风机总压力增加到4765pa，相应的风机运行力矩增加到4.65n.m，风机效率基本不变。当叶轮旋转直径增加到500m时，风机总压力增加到4835pa，但风机扭矩相应增大，风机效率降低。锅炉风机样机蜗舌流线图表明，当气体流经样机蜗舌位置时，大量气体通过蜗舌与叶轮之间的间隙T流回蜗壳，流量损失较大。














锅炉风机的设计原理是根据单调加速度原理确定圆形和圆锥形集热器的收缩率。为了减少集热器内空气的流动损失，集热器的等效收缩角应为40~60。（锅炉风机集热器喉部，即图4.8所示的B点，不宜过快，即其直径不宜过小，否则集热器减速段扩散角过大。锅炉风机锥形收割机扩散段的减速规律应与叶轮进口气流的减速规律基本一致。根据数值计算结果，得出以下结论：（1）通过比较设计风机样机和斜槽离心风机样机的数值计算结果，可以看出在设计流量条件下重新设计的离心机，风机的总压值高于E设计目标，效率68%，效率比样机高19。此外，减速段的外形应与靠近叶轮入口的前叶轮的外形相匹配。稳态（稳态）通常是指计算域中任何物理量的分布不随时间变化。

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