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離心風(fēng)機(jī)高速流體和低速流體相互拉動(dòng),導(dǎo)致動(dòng)能損失較大,再加上二次流的阻礙,中壓離心風(fēng)機(jī),葉輪的流動(dòng)質(zhì)量大大降低,這種結(jié)構(gòu)非常不利于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。葉片切縫后,流道出口附近的速度梯度更加平衡,沒有回流。這是因?yàn)橥ㄟ^槽道的流動(dòng)可以將吸入面出口附近的流體吹走,這不僅避免了流出的現(xiàn)象,而且還將低速流體吸入吸入吸入面,改善了葉輪內(nèi)部的流場。結(jié)果表明,當(dāng)裂縫正好位于上邊界層剝離的前端時(shí),效果較佳。相比之下,離心風(fēng)機(jī)葉片入口(段)開口間隙的速度沒有顯著變化。葉片出口發(fā)生了巨大變化。葉片出口處的速度分布變得更加均勻,而原葉輪出口處的速度從吸入側(cè)到壓力側(cè)變化很大,說明槽達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)化目的。
(1)通過數(shù)值模擬研究了開槽對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響。結(jié)果表明,開槽有利于提高風(fēng)機(jī)的性能,對(duì)風(fēng)機(jī)的流場有很大的影響。
(2)開槽參數(shù)a/c=1.67,b/c=0.169時(shí),風(fēng)機(jī)性能相對(duì)較佳,風(fēng)機(jī)總壓提高4.25%,濰坊離心風(fēng)機(jī),效率提高1.49%。
(3)離心風(fēng)機(jī)葉片切縫后,通過切縫的流體能有效防止葉片表面附面層脫落,減少流動(dòng)損失,當(dāng)切縫位置與附面層分離前沿對(duì)齊時(shí),效果佳,使轉(zhuǎn)輪出口流速更加均勻。
(4)本文所得到的較佳插削參數(shù)只能從有限的方案中選取,可能會(huì)錯(cuò)過較佳插削角度和位置,有待進(jìn)一步研究。
因此,離心風(fēng)機(jī)選擇了LHS方法對(duì)離心風(fēng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。離心風(fēng)機(jī)在實(shí)驗(yàn)的初始階段,收集的數(shù)據(jù)不應(yīng)超過總實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的25%。假設(shè)收集的總數(shù)據(jù)n=10天(d為輸入變量的維數(shù)),初始實(shí)驗(yàn)中收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)n 0應(yīng)滿足n 0<0.25n=2.5d的要求,因此本文采用n 0=0。實(shí)驗(yàn)初期采用25N作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的硬件實(shí)現(xiàn)方案如圖1所示。首先,用傳感器測量被測通風(fēng)機(jī)的入口壓力、溫度、流量和轉(zhuǎn)速。然后將測量數(shù)據(jù)通過總線傳輸?shù)紻AQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。離心風(fēng)機(jī)的DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過I/O設(shè)備將數(shù)據(jù)打包到上位機(jī)中。由于變量之間的維數(shù)差異,采集到的數(shù)據(jù)沒有直接應(yīng)用于模型訓(xùn)練,因此有必要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化,即將無量綱數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無量綱數(shù)據(jù),并將采集到的數(shù)據(jù)映射到[0,1]的范圍內(nèi),多翼式離心風(fēng)機(jī),以提高模型的收斂速度和精度。模型。模型訓(xùn)練和模型驗(yàn)證離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型的訓(xùn)練結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)可分為兩部分:數(shù)據(jù)采集與處理和模型訓(xùn)練。前者主要完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理,后者實(shí)現(xiàn)了性能預(yù)測模型的建立和驗(yàn)證。首先,柜式離心風(fēng)機(jī),采用LHS方法采集離心風(fēng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(入口溫度、壓力、流量和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速),并對(duì)離心風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,用于LSSVM模型。
在總結(jié)以往研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以離心風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象,利用NUMECA軟件對(duì)不同的葉片開槽方案進(jìn)行了模擬,比較了不同方案下的風(fēng)機(jī)性能優(yōu)化,并結(jié)合分布確定了葉片開槽的較佳參數(shù)。葉輪內(nèi)部流場。本文對(duì)離心風(fēng)機(jī)原葉輪開槽前的內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,風(fēng)扇葉片通道的吸力面發(fā)生了邊界層分離,形成了一個(gè)較大的渦流區(qū)。后半段通道內(nèi),吸力面邊界層分離較為嚴(yán)重,高速氣流占整個(gè)通道寬度的65%左右。因此,可以通過在容易發(fā)生邊界層分離的葉片端部開一個(gè)小間隙來防止邊界層分離的產(chǎn)生和發(fā)展,從而使流經(jīng)該間隙的部分流體能夠吹走吸入面出口附近的流體。以往的研究表明,狹縫的大小對(duì)氣流有很大的影響,但在粉塵環(huán)境中,狹縫過?。íM縫寬度約為2 mm)可能會(huì)被堵塞而失去其功能,這限制了該技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。因此,為了確保離心風(fēng)機(jī)不發(fā)生堵塞,開口處有足夠的間隙。考慮到工程實(shí)踐中操作的方便性,用A的變化來表示縫的位置,用B的變化來控制縫角的大小。比較采用A/C(c為葉片弦長)與B/C的無量綱形式。在計(jì)算和優(yōu)化槽位和槽角時(shí),采用了固定一個(gè)比例和調(diào)整另一個(gè)比例的方法。
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