为研究后耐高温离心风机叶轮的流场及噪声问题,采用三维建模软件UG对现有叶轮进行逆向建模,提取出叶轮的几何模型,运用Hypermesh对叶轮模型进行网格划分,然后采用Fluent软件模拟了叶轮三维粘性定常流动特性,分析了叶轮内部流动情况,在此基础上对叶轮模型进行噪声分析,得到流场模拟和噪声分析结果,为叶轮优化设计提供理论依据。但对大型除尘离心风机总体来看,采用该
耐高温离心风机
为研究后耐高温离心风机叶轮的流场及噪声问题,采用三维建模软件UG对现有叶轮进行逆向建模,提取出叶轮的几何模型,运用Hypermesh对叶轮模型进行网格划分,然后采用Fluent软件模拟了叶轮三维粘性定常流动特性,分析了叶轮内部流动情况,在此基础上对叶轮模型进行噪声分析,得到流场模拟和噪声分析结果,为叶轮优化设计提供理论依据。但对大型除尘离心风机总体来看,采用该结构大大减少制造难度和加工成本,提高了经济效益。
耐高温离心风机作为干燥、通风类家电产品的重要组成部件,其性能直接影响着家电产量的高低。随着现代生活对节能、环保等要求日益提高,开发、低噪风机成为必然趋势。离心式通风机的工作介质为气体,工作过程中会产生气动噪声、机械噪声和气固耦合噪声,其中气动噪声是主要噪声,约占到总噪声的45%左右。风机气动噪声主要由离散噪声(旋转噪声)和湍流噪声组成。高速高压离心风机旋转噪声较高,低速低压风机以湍流噪声为主。且基频噪声和宽频噪声在风机中不同程度的存在。目前对离心式通风机降噪研究还处于试验为主的研究阶段,但试验研究成本较大、周期较长,这对耐高温离心风机产品开发非常不利。此外,影响离心式通风机气动噪声的因素众多,设计所得结果的降噪机理难以被系统揭示。数值模拟方法能够提供风机的内部流场信息和噪声分布情况,有利于准确认识离心式通风机噪声产生机理和降噪原理,为进一步推广降噪设计的方法提供依据。所以,对离心式通风机数值模拟的研究是非常必要的。进口给定质量流量,出口给定静压,壁面条件为无滑移边界,转速为1480r/min,并将流动区域分为静止域与旋转域,两者通过Interface连接,连接模型为普通连接,坐标变换为转子算法,网格连接方式为GGI。
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;一种包含复杂形状进气箱与旋转叶轮一体的耐高温离心风机的算法,可以很好的揭示斜流风机内部流动的特征;对电站锅炉耐高温离心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;把Pro/E建立的几何模型导入Fluent中并对几何模型的边界条件计算参数进行设定。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,研究耐高温离心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。
耐高温离心风机在大流量区计算值比实测值偏高,小流量区计算值比实测值偏低,但是整体上计算结果与实测结果基本吻合。由效率曲线图可知,大流量区计算结果比实测结果偏高,小流量区计算结果比实测结果偏低,说明计算结果与实测结果吻合。通过实验值与计算值的对比,CFX 软件的数值模拟结果与实测结果一致,由此验证了采用CFX 软件对带进气箱的离心风机的数值模拟是可靠的。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。
试验噪声分析
离心风机的噪声按照流体动力声源的发声机制,分为三类:1)单极子,2)偶极子,3)四极子,风机正常工作状态下产生的噪声主要来源于偶极子源。根据GB/T2888-2008《风机和罗茨鼓风机噪声测量方法标准》对有无进气箱离心风机的噪声进行测试。试验地点:浙江上风高科专风实业有限公司CNAS 检测中心;因此提高蜗壳型线设计水平,不仅能改善风机气动性能,还能达到降低噪声的效果。采用声级计对风机出口处的噪声进行测试,测试方式及仪器。测量时,除地面外无其他的反射条件,测点位置D 距地面的高度与风机出口中心持平,水平方向上与出气口轴线成45° ,距离出气口中心L=1m。
耐高温离心风机的噪声在小流量区,带进气箱的离心风机噪声不带进气箱,随着流量的增加,带进气箱的风机噪声显著提高,在大流量区,明显的高于不带进气箱的噪声。
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;B组合改进风机全压降低了约5.0Pa,耐高温离心风机效率下降了约0.9%。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。
耐高温离心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, 耐高温离心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;凭多年经验并仔细观察后发现,当联轴器转到下方时,百分表探头已脱离半联器近0。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