将不锈钢离心风机模型导入ICEM 进行网格划分,网格划分过程中对离心风机关键部位要进行加密处理,如叶轮、集流器、蜗舌、进气箱的转角处等。对风机的进口与出口适当延长,以保证计算的稳定性。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。考虑到离心风机结构的复杂且不规则性,本文采用非结构四面体网格进行划分,其中无进
不锈钢离心风机
将不锈钢离心风机模型导入ICEM 进行网格划分,网格划分过程中对离心风机关键部位要进行加密处理,如叶轮、集流器、蜗舌、进气箱的转角处等。对风机的进口与出口适当延长,以保证计算的稳定性。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。考虑到离心风机结构的复杂且不规则性,本文采用非结构四面体网格进行划分,其中无进气箱的离心风机网格数量约370万,网格质量为0.3以上;带进气箱的离心风机网格数量为380万,网格质量为0.3以上。
不锈钢离心风机采用标准k-模型,壁面函数为Scalable,数值计算方法为高阶求解格式,求解格式为一阶格式。由于通风机转速低,马赫数小,可认为气流为不可压缩定常流动。在中高频段后盖板加消声材料的降噪效果很好,这种方式对于气动噪声及高频振动等起到很好的吸收作用,尤其是不锈钢离心风机包括电机的高频振动噪声过滤程度明显。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1 480r/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。本文所研究的某离心风机叶轮有均布的16 个前向的大小叶片,其内部流场较为复杂,为了揭示不锈钢离心风机内的流场特性,对风机进行全三维数值模拟。先单独分析了进气箱内部流场特性,然后对进气箱与风机进行一体化分析,研究进气箱对离心风机性能的影响。
不锈钢离心风机对比分析
在额定转速下, 假定风机进出口处截面上动压静压均匀分布,对风机进口、出口压力及压差,集流器进出口压力及其压差进行统计。取点方法:在截面中心为轴心,周边均匀取了20 个点,之后计算取其平均值,可以看出,同流量下,加米字形集流器的静压和全压差分别为-4 389.0 Pa 和-2 252.9 Pa,而普通圆弧形集流器的压差为-982.9 Pa 和-32.1 Pa,相比可以看出,不锈钢离心风机 加米字形集流器导流效果比普通圆弧形集流器好。主要原因就是选用的吸声材料超细玻璃棉在高频率下,吸声系数较大,因此多孔吸声材料其吸声效果是高频优于低频的。但是同流量下,普通圆弧形集流器比加米字形集流器风机压差大,有效值大2 366 Pa,风机全压差加米字形比普通圆弧形小2 350.8 Pa,减少的这部分能量用于摩擦发热。说明集流器经过改造提高了粉尘流的导流能力,提高了风机的性能。
本文对掘进工作面不锈钢离心风机集流器结构进行了改进研究。并对改进前、后的结构的集流器导流效果做了理论分析。4种消声组合方式的压力损失并不相同,当额定转速为3800r/min,在设计工况下,A组合改进风机全压降低了约16.0Pa,效率下降了约1.28%。然后应用Fluent 流体软件对其进行了数值建模分析, 充分认识离心分机内部流场流体的流动规律,并得到集流器及整个风机的压力云图,截面所受阻力云图,并取点做了统计分析。研究结果表明:不锈钢离心风机加米字形集流器使集流器进出口压差增加,明显地起到对粉尘流场的导流作用。但是集流器由于增加米字形支撑架,造成集流器截面的摩擦力增大,消耗了风机的一部分动能。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。
不锈钢离心风机与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。中小型的中低速风机轴承采用滚动轴承,常采用润滑脂润滑或润滑油浸泡飞溅润滑,正常工况时振动稍大。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。
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,在不锈钢离心风机全工况范围内,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。5)与实验测试结果对比分析,结果表明采用数值模拟研究风机性能是可行的。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,并且不锈钢离心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。
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