以离心风机厂为研究对象,利用NUMECA 软件对其叶片进行开缝数值模拟,结果表明,开缝对风机内部流场有一定优化作用,并依据叶轮流场和风机性能的改善情况,确定了较优的开缝角度和开缝位置,在较优开缝方案下,流体在流道出口的速度比较均匀一致,且风机全压提高4.25%,效率提高1.49%。在前向离心风机中,蜗壳舌与叶轮之间的间隙通常为叶轮旋转直径的0。
风
离心风机厂
以离心风机厂为研究对象,利用NUMECA 软件对其叶片进行开缝数值模拟,结果表明,开缝对风机内部流场有一定优化作用,并依据叶轮流场和风机性能的改善情况,确定了较优的开缝角度和开缝位置,在较优开缝方案下,流体在流道出口的速度比较均匀一致,且风机全压提高4.25%,效率提高1.49%。在前向离心风机中,蜗壳舌与叶轮之间的间隙通常为叶轮旋转直径的0。
风机属于通用机械类。通风机的功能曲线通风机的全压tFP、功率P、功率η等功能参数随通风机的流量Q改变的联系曲线,称为通风机的功能曲线。它们广泛应用于国民经济的各个部门。风机是工农业生产不可缺少的设备。据统计,风机用电量约占总用电量的9%。目前,离心风机在我国能源系统中占有很大的比重。因此,提高离心风机的性能对于工矿企业节能增效具有重要意义。离心风机厂的节能方法主要是从运行调整和结构改造两个方面进行的,对运行调节的研究非常广泛;离心风机厂结构改造主要包括换流器的安装、动静叶的改造等,目前对风机叶片开槽技术的研究还不多见。而且工程应用不广泛。清华大学等人通过对长、短叶片的开槽,使离心风机的性能曲线变平,区变宽,使非设计性能更好。对叶片弦缝进行了研究,改善了叶栅周围的压力分布,降低了总压损失15.8%。研究了吸入点和回流点的位置,即狭缝的位置,并提出了良好的建议。杨科等人对航空工业风力机的开槽问题进行了研究。模拟了不同攻角下的上、下风面开槽和自下而上的开槽。分析了不同工况下的流场和流线分布。结果表明,开槽对改善风力机静失速特性非常有益。





离心风机厂改造后,风机总压明显提高。在完成离心风机厂三维模型的建立、计算域的离散化(网格化)和边界条件的定义后,将离心风机厂原型的不同工况进行了数值计算,并将其浇注到ANSYSFluent。虽然方案一的总压在大流量区和小流量区附近增加较多,但在额定流量附近总压的改善不如方案三,结合效率提高的数据,很明显方案三是较佳的优化方案。风机总压提高4.25%,效率提高1.49%。方案四,效率降低0.19%,主要是由于流经槽的流体与原叶轮内的高速流体发生强烈碰撞,造成冲击损失。在风机运行过程中,当集热器流入叶轮转轮时,流体受到惯性力和科里奥利力的影响,在后圆盘B段附近形成高速区,使B段附近的流速和流量大于A段,从而使风机性能从两个方面得到改善。一是提高前盘的径向速度,即A段,使离心风机厂出口处的流体速度趋于均匀;二是优化后盘附近的速度梯度。由此可见,开槽后叶轮出口处的流速整体上得到了提高。叶轮转轮内靠近后圆盘的速度在整个转轮内比较均匀,没有明显的高速聚集区,因此流场比较合理。与子午面上的原风机相比,其轴向平均速度较高,速度梯度较小。因此,开槽改善了叶轮通道内的流场,大大提高了离心风机厂的总压和效率。边界层分离现象发生在原风机叶片通道的吸力面上,形成较大的涡流区;在通道的后半段,边界层分离现象也发生在通道的吸力面上。叶片压力面上的压力高于吸入面上的压力。二次流在叶轮通道中形成(其部分速度沿叶轮的圆周方向)。同时,在离心力的作用下,圆周方向形成一定的角度。

离心风机厂边界条件下的工作压力为101325pa,入口边界条件下的压力入口,表压为0,初始压力为-50pa。离心风机厂出口边界条件设置有压力出口,根据不同的工作条件设置不同的压力值。其他边界保持默认墙设置。采用三种不同的网格密度对离心风机的计算域进行离散。较小网格数为case1,网格数为1404467。工作人员进行了技术探讨,确定了离心风机厂、脱硫增压风机的风量、风压及系统抗延长性能。在此网格的基础上,相应边上的节点数增加了1.2倍,得到了实例2。网目尺寸为2506630。然后将case2对应边上的节点数增加1.2倍,得到case3的网格,即4647360。在三种不同网格密度下设置相同的边界条件,经过计算,得到了离心风机厂样机在设计条件下的全压、全扭矩和效率。从表中可以看出,在设计条件下,风机的总压和效率随网格密度变化不大。但是,由case1和case2和case3计算的值之间存在一些差异。考虑到计算的准确性和机器时间的消耗,后一个网格的数量是根据案例2的数量计算的。

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