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除塵風(fēng)機(jī)葉片吸力側(cè)形成的低能流積聚的“尾跡區(qū)”,形成“射流-尾流”結(jié)構(gòu)。加進(jìn)氣箱后,風(fēng)機(jī)葉輪尾緣處的“尾跡-射流”更加的嚴(yán)重,風(fēng)機(jī)模型尾跡區(qū)占了比較大的空間,減少了風(fēng)機(jī)流道有效面積。在小流量區(qū),風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場(chǎng)分布發(fā)生偏心現(xiàn)象(C 處),葉輪流道E 側(cè),氣體比較充實(shí),葉輪流道F 側(cè)氣體分布較差,與原始風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)分布相比,其除塵風(fēng)機(jī)葉輪流道的充盈性差。離心風(fēng)機(jī)的效率曲線如圖6,無(wú)進(jìn)氣箱情況下在流量為2.82kg/s,壓力為3 106.23Pa 時(shí),達(dá)到較率68.64%;加進(jìn)氣箱后在流量為1.68kg/s,壓力為2 775.54Pa,達(dá)到較率59.45%,通過(guò)與原始風(fēng)機(jī)對(duì)比可知,加進(jìn)氣箱后其較率降低8.19%。同樣由圖6 效率曲線對(duì)比圖可知,加進(jìn)氣箱后風(fēng)機(jī)整體效率降低,與原始除塵風(fēng)機(jī)相比其區(qū)域比較窄,縮短了工作區(qū)域,且加進(jìn)氣箱后較優(yōu)工況點(diǎn)向小流量區(qū)偏移。加進(jìn)氣箱后,離心風(fēng)機(jī)的全開(kāi)流量降低,與無(wú)進(jìn)氣箱相比,流量降低了16.9%。由圖7 可知,加進(jìn)氣箱不僅降低了風(fēng)機(jī)的全開(kāi)流量,其全壓也有所減少。風(fēng)機(jī)性能測(cè)試采用C 型試驗(yàn)裝置對(duì)帶進(jìn)氣箱的離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行了性能測(cè)試,測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)按GB/T 1236-2017《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)》執(zhí)行。
整機(jī)壓力云圖分布
通過(guò)Fluent 軟件對(duì)掘進(jìn)工作面離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行流場(chǎng)數(shù)值模擬,模擬得出在同流量下,除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備,加米字集流器和普通集流器離心風(fēng)機(jī)壓力云圖可以看出,風(fēng)機(jī)靜壓從進(jìn)口至出口逐漸增大,在蝸殼外達(dá)到較大。加米字集流器風(fēng)機(jī)進(jìn)口靜壓明顯高于普通集流器離心風(fēng)機(jī), 其較大靜壓達(dá)到2 510 Pa,普通集流器達(dá)到1 440 Pa;加米字風(fēng)機(jī)的全壓較大可達(dá)5 860 Pa,而普通集流器較大達(dá)到4 260 Pa。
除塵風(fēng)機(jī)集流器的壓力用Tecplot 軟件對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行后處理,可以對(duì)離心風(fēng)機(jī)集流器的受壓進(jìn)行對(duì)比分析。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場(chǎng)受壓分布所示, 除塵風(fēng)機(jī)米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達(dá)到-18 000 Pa,壓差10 000 Pa;普通圓弧形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達(dá)到-16 000 Pa,壓差8 000 Pa,環(huán)保除塵風(fēng)機(jī),小于米字形集流器。同時(shí)也可以看出,加米字形集流器壓力梯度變化趨勢(shì)比普通圓弧形集流器平緩,對(duì)穩(wěn)定進(jìn)口氣流,保證氣流的均勻及穩(wěn)定有更明顯的作用。
以除塵風(fēng)機(jī)蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來(lái)優(yōu)化蝸殼型線,并用試驗(yàn)證明了良好的蝸殼型線不僅能提高風(fēng)機(jī)效率及全壓,還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢(shì);BEENA等[11]通過(guò)應(yīng)用層次分析法(AHP),對(duì)蝸殼的重要幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)先排序,闡明了各參數(shù)對(duì)離心風(fēng)機(jī)性能的影響;除塵風(fēng)機(jī)采用3種不同流量的五孔探頭,測(cè)量了風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)流體的三維流動(dòng),得出傳統(tǒng)一維蝸殼型線設(shè)計(jì)方法忽略了風(fēng)機(jī)內(nèi)部嚴(yán)重的泄漏情況,應(yīng)根據(jù)流體實(shí)際流動(dòng)進(jìn)行修正的結(jié)論。本文在傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)上,以某抽油煙機(jī)用多翼離心風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象,山東除塵風(fēng)機(jī),
除塵風(fēng)機(jī)采用動(dòng)量矩修正方法對(duì)其進(jìn)行性能優(yōu)化。并考慮粘性應(yīng)力的作用對(duì)原有k-ε計(jì)算模型進(jìn)行修正,以期提高數(shù)值計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度,為CFD數(shù)值模擬預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)性能的可靠性提供參考。多翼離心風(fēng)機(jī)由進(jìn)口集流器、葉輪及蝸殼組成,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n=1200r/min,設(shè)計(jì)流量Qv=0.15m3/s,主要尺寸參數(shù)為:除塵風(fēng)機(jī)蝸殼寬度b1152mm,葉輪內(nèi)徑1D210mm,葉輪外徑2D246mm,葉片進(jìn)口安裝角178A,葉片出口安裝角2160A,葉片圓弧半徑r14mm,葉片數(shù)z60。為了提供更好的來(lái)流條件,濕式除塵風(fēng)機(jī),給定較為準(zhǔn)確的邊界條件,本研究在利用Solidworks軟件對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行三維建模時(shí),分別將進(jìn)風(fēng)區(qū)域和出風(fēng)區(qū)域進(jìn)行延長(zhǎng)處理,以保證進(jìn)出口氣體的流動(dòng)充分發(fā)展。另外,為了方便模型的建立,在盡量減小數(shù)值模擬誤差的前提下對(duì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的簡(jiǎn)化,
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