经过多年的工作实践和总结,作者认为此类防爆离心式风机产生异常振动的主要原因有:基础因素、安装精度不达标、风机叶轮不平衡、管道共振等。有时,振动是多个原因共同作用的,在实际工作中,应认真综合分析,才能找到解决问题的办法。下面,作者就上文所列的振动因素及其处理措施进行分析和探讨。常用的管道减震器,如KTX可曲绕橡胶接头,即管道减震器,一般安装于靠近风机出口端,减震
防爆离心式风机
经过多年的工作实践和总结,作者认为此类防爆离心式风机产生异常振动的主要原因有:基础因素、安装精度不达标、风机叶轮不平衡、管道共振等。有时,振动是多个原因共同作用的,在实际工作中,应认真综合分析,才能找到解决问题的办法。下面,作者就上文所列的振动因素及其处理措施进行分析和探讨。常用的管道减震器,如KTX可曲绕橡胶接头,即管道减震器,一般安装于靠近风机出口端,减震效果比较明显。
基础因素及其检查处理措施
防爆离心式风机基础因素如基础设计、施工不规范等造成风机振动往往被忽视。其实,基础因素造成风机振动故障的事例并不少见,且其危害性很大。作为工程技术人员,首先要了解风机基础的作用。风机基础的作用有三个方面:
一是,根据生产工艺条件和设备安装要求将风机牢固地固定在一定位置上;
二是,承受风机的全部重力以及工作时由于作用力产生的载荷,并将载荷均匀地传布到地基;
三是,吸收和隔离因旋转动力作用产生的振动,防止发生共振。
综上所述,本文通过结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响进行研究,简要分析了各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的影响。主要从集流器优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响、窝壳优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响、电机优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响,以及叶片形状优化对防爆离心式风机金属叶轮稳定运行影响四个方面进行分析,为保证金属叶轮的稳定运行提供技术支持。C组合改进风机全压降低了约36.8Pa,效率下降了约3.18%。各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的影响
集流器优化对防爆离心式风机金属叶轮稳定运行的影响
集流器的工作原理是通过将气流均匀地送入叶轮进口截面,以达到提高防爆离心式风机叶轮的效率以及风机整体性能的目的。集流器的结构形式对气流的流动损失以及金属叶轮的平稳运行都有很大影响,因此对集流器的结构优化是非常重要的。在设计集流器的结构时,应确保较大程度地符合金属叶轮附近气流的流动情况,同时还应保证集流器内气流的平稳运行。集流器的类型有很多种,常用的集流器是锥弧形集流器,锥弧形集流器的气流运行一般比较平稳,但是集流器喉部到叶轮进口阶段容易发生边界层分离现象,增加防爆离心式风机的损失,导致离心风机效率降低。因此,必须优化集流器结构,通过减小集流器的锥度、增加喉部半径的方式,提高离心风机的效率,保证金属叶轮的平稳运行。运用VisualC++将上述修正函数编写为UDF代码,并导入Fluent内置Calculationmodule。
几何模型建立与网格划分
计算模型采用掘进工作面4-72-5.6A 防爆防腐蚀的离心式通风机,其主要参数:电机功率22 kW,转速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全压4 152~2 330 Pa。其主要由进风口、集流器、叶轮和蜗壳组成。
防爆离心式风机集流器中添加了米字形结构与环形挡环。风机结构复杂且叶片外形不规则,因此生成结构化网格比较困难,相反非结构化网格适应能力强,在处理复杂结构时有利于网格的自适应。
因此防爆离心式风机采用四面体非结构化网格。使用ANSYS 软件中的CFD 软件进行网格划分,加米字形集流器模型网格数1 072 503,网格节点数184 910;普通圆弧形模型网格数1 296 832,网格节点数223 847。以离心风机在掘进工作面环境下的运行工况为依据,进行防爆离心式风机参数设置:流量取22 806.54 m3/h,流速取6.335 15 m/s, 质量流量取7.491 3 kg/s。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。其中入口类型采用速度进口,出口设为压力边界条件,本计算采用的样机是矿用式离心风机, 出口静压可以近似为0,蜗壳内壁及叶轮壁面粗糙度均取0.5,集流器、叶轮、蜗壳等各流体区域结合处的公共面采用interface边界类型面, 将叶片的压力面和吸力面以及叶轮前盘、后盘和转轴的内外表面一起定义为旋转壁面。环境压力为101 325 Pa,取粉尘流体密度ρ=1.225 kg/m3。计算时采用SIMPLE 压力速度耦合方法进行。同样由图6效率曲线对比图可知,加进气箱后风机整体效率降低,与原始防爆离心式风机相比其高效区域比较窄,缩短了工作区域,且加进气箱后较优工况点向小流量区偏移。
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