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針對鍋爐風機廠家有無進氣箱兩種結(jié)構(gòu)形式,建立了兩種計算模型,利用CFX 軟件對兩種模型進行數(shù)值模擬,研究其內(nèi)部三維流場特性,基于數(shù)值模擬結(jié)果分析了進氣箱對離心風機的性能影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:加進氣箱后,離心風機的全開流量與壓力有所降低,縮短了有效工作區(qū)域;在鍋爐風機廠家內(nèi)部葉輪進口處產(chǎn)生渦旋現(xiàn)象,堵塞了葉輪流道,使風機的效率和壓力降低。研究結(jié)果表明:鍋爐風機廠家加米字形集流器使集流器進出口壓差增加,明顯地起到對粉塵流場的導流作用。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗測試值對比是比較吻合。進氣箱是離心風機重要的組成部分,主要應用于大型離心風機與雙吸離心風機。進氣箱在其出口處氣體發(fā)生近90°轉(zhuǎn)彎,內(nèi)部流場十分復雜,并造成很大的流動損失。其出口速度的不均勻性對鍋爐風機廠家性能影響明顯,有必要對其特性進行研究。A.G.Sheard通過研究加進氣箱的通風機,在鍋爐風機廠家葉輪進口加導流板控制葉輪進口的非均勻氣流,結(jié)果表明在葉輪進口加導流板能夠提高風機的全壓,并得出了葉片根部斷裂的原因。使用三維粒子動態(tài)分析儀(3D-PDA)對大型風機進氣箱內(nèi)部三維氣體流場進行測量,揭示了其內(nèi)部流動的基本特征,為了解進氣箱流場結(jié)構(gòu)和流動機理提供了依據(jù)。
本文以鍋爐風機廠家為研究對象,對4 種組合方式的消聲蝸殼進行了試驗測量,研究了每一種組合的降噪效果及對風機氣動性能的影響。金屬葉輪是離心風機的重要組成部分,對于離心風機的安全運行和性能起著決定作用。試驗在符合ISO3745 標準的半消聲室中進行,其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈,消聲室截止頻率100 Hz,本底噪聲為26 dB( A) 。試驗裝置和測試系統(tǒng)按照國家標準GB/T1236-2000《工業(yè)通風機用標準化風道進行性能試驗》和GB/T2888-91《鍋爐風機廠家和羅茨鼓風機噪聲測量方法》的要求設計、制造、測試。鍋爐風機廠家進氣口端連接符合GB/T 1236 規(guī)定的風機性能試驗進氣試驗裝置。使用智能壓力風速風量儀測出PL3 位置的靜壓和PL5 處的流量壓差,然后再根據(jù)其他測量的數(shù)據(jù)算出風機全壓和靜壓試驗裝置。
試驗采用進口堵片方式調(diào)節(jié)流量,從大流量至小流量共選取8 個工況點,分別測試每個工況點的風機流量、壓力、功耗和噪聲。各部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風機金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響集流器優(yōu)化對鍋爐風機廠家金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響集流器的工作原理是通過將氣流均勻地送入葉輪進口截面,以達到提高鍋爐風機廠家葉輪的效率以及風機整體性能的目的。后計算風機標況下流量、全壓、全壓效率、總A 聲級。本試驗風機的結(jié)構(gòu)簡圖,在風機蝸板和前后蓋板上可分別固定穿孔鋼板,穿孔板與蝸殼本體之間形成10 mm 的空腔,空腔內(nèi)填充超細玻璃棉,形成消聲蝸殼。以此形成4 種消聲蝸殼組合: A 組合,周向蝸板有消聲層;B 組合,蝸殼后蓋板有消聲層; C 組合,周向蝸板和后蓋板有消聲層; D 組合,周向蝸板和前蓋板有消聲層。選用的穿孔板采用板厚1 mm,孔徑6 mm,穿孔率約為22%。各種加裝吸聲結(jié)構(gòu)組合,風機蝸殼內(nèi)部的通流結(jié)構(gòu)尺寸和原風機一致。
消聲蝸殼對鍋爐風機廠家氣動性能的影響原風機與不同消聲組合試驗所得的氣動性能對比如圖3 所示。試驗噪聲分析離心風機的噪聲按照流體動力聲源的發(fā)聲機制,分為三類:1)單極子,2)偶極子,3)四極子,風機正常工作狀態(tài)下產(chǎn)生的噪聲主要來源于偶極子源。試驗結(jié)果表明: 由于穿孔板相對于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力,導致加裝穿孔板后的風機壓力和效率在整個測試工況范圍內(nèi)都有不同程度的降低。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同,當額定轉(zhuǎn)速為3 800 r /min,在設計工況下,A 組合改進風機全壓降低了約16.0 Pa,效率下降了約1.28%; B 組合改進風機全壓降低了約5.0 Pa,鍋爐風機廠家效率下降了約0.9%; C 組合改進風機全壓降低了約36.8 Pa,效率下降了約3.18%; D 組合改進風機全壓降低了約45.8 Pa,效率下降了約3.28%。
主要由于安裝穿孔板的面積不同,導致不同消聲組合方式的摩擦損失不同。(4)進口調(diào)節(jié)閥宜優(yōu)先選用葉片閥,它在工作時能實現(xiàn)管道內(nèi)輸送介質(zhì)的均勻分布,防止產(chǎn)生劇烈渦流而發(fā)生振動。B 組合即只在風機后蓋板上安裝穿孔板,風機壓力損失小。不同工況下,風機壓力和效率損失也不相同,在設計工況及偏大流量工況下,鍋爐風機廠家壓力和效率損失較大,效率也同步降低。主要原因是大流量工況下,蝸殼內(nèi)部氣流速度較高,氣流與穿孔板之間的摩擦損失增加。消聲蝸殼為A 組合形式時與原風機的出口A聲級隨流量變化的對比圖??梢钥闯?,不同工況下,A 型消聲蝸殼的降噪效果不同,鍋爐風機廠家在額定工況點附近,降噪效果好; 在大流量工況下,降噪效果變差,這主要因為大流量情況下,蝸殼內(nèi)氣體流速較大,而氣體流速對吸聲材料的吸聲效果影響很大; 在小流量工況下,風機流動惡化,風機振動較大,導致振動噪聲很大以致降噪效果反而變差。與原風機相比,在額定工況點A 聲級降低約4.5 dB( A) ,在大流量工況下,A 聲級降低約3.6 dB( A) ,在小流量工況下,A 聲級降低約1.9 dB( A) 。