某车间离心鼓风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。即使是更新了叶轮总成,并在联轴器对中性符合允差的情况下,运行时前后两轴承位壳振实测振动速度有效值分别达到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右,这是属于“可容忍”的范围,但不宜长期运行工作。经我设备人员分析,认为振动大的原因有:一是混凝土基础过于单薄,重量不足,且运行时基础周围地
离心鼓风机
某车间离心鼓风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。即使是更新了叶轮总成,并在联轴器对中性符合允差的情况下,运行时前后两轴承位壳振实测振动速度有效值分别达到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右,这是属于“可容忍”的范围,但不宜长期运行工作。经我设备人员分析,认为振动大的原因有:一是混凝土基础过于单薄,重量不足,且运行时基础周围地板有明显的颤动;二是预埋地脚螺栓有松动迹象。经上级研究,决定趁当年大修时间充足的机会,对上述存在问题整改,破除旧基础后,按本文前述处理措施重新设计、施工新的混凝土基础和预埋地脚螺栓。另外,为真实反映风机内流场分布情况,在标准k-ε计算模型的扩散项中加入粘性应力作用,使其高计算误差降低至3%。
开机正常生产后,该离心鼓风机轴承位壳振实测振动速度有效值分别降到了0.45 mm/s 和0.52 mm/s,属“良好”级别。安装精度不达标及其检查处理措施安装精度主要是指风机轴与驱动电机轴的同心度,即对中性。离心式风机联轴器的同心度要求很高。如果联轴器没有找正,或是找正达不到要求,引起离心鼓风机振动将不可避免。应注意的是,即使原来同心度已经符合要求了,但是风机运行一段时间后,由于各种原因,同心度会也会发生变化,所以应注意定期检查同心度,如发现同心度超过允许偏差了,要立即重新找正。运用VisualC++将上述修正函数编写为UDF代码,并导入Fluent内置Calculationmodule。因此,当风机发生异常的振动故障时,检查联轴器的对中情况是必不可少的。
为研究后离心鼓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。试验结果表明:改型离心鼓风机出口静压提升约25Pa,较大全压效率较原型机提升约10%。
离心鼓风机作为干燥、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,这对离心鼓风机产品开发非常不利。与原风机相比,在额定工况点A声级降低约4.5dB(A),在大流量工况下,A声级降低约3.6dB(A),在小流量工况下,A声级降低约1.9dB(A)。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。
将离心鼓风机模型导入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。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。离心风机广泛应用于锅炉引风、空调系统等多个领域,为人们的生产生活带来了极大的便利。
离心鼓风机采用标准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。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,为了揭示离心鼓风机内的流场特性,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。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。
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