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離心通風(fēng)機型號產(chǎn)生的原因是此次打表所用的磁性表座固定百分表的方式剛性和可靠性欠佳,當(dāng)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)到下方時,由于磁性表座、連接桿、緊固件和百分表的自重,造成百分表下墜,探頭脫離測點,結(jié)果就是產(chǎn)生上文所述的異常讀數(shù)。當(dāng)檢修人員按作者建議制作的表架后,在檢修過程中,不再出現(xiàn)異常讀數(shù),檢修任務(wù)按時圓滿完成。聯(lián)軸器對中找正應(yīng)注意的是:一是,應(yīng)以離心通風(fēng)機型號的聯(lián)軸器為基準(zhǔn),測定和調(diào)整離心通風(fēng)機型號電機來保證電機與風(fēng)機兩軸線同軸。離心通風(fēng)機型號轉(zhuǎn)子不平衡和檢查處理措施造成風(fēng)機轉(zhuǎn)子不平衡的原因主要有:葉輪出現(xiàn)不均勻的磨損或腐蝕;葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物;葉片連接處存在裂紋或葉輪與輪轂、輪轂與軸頸的連接配合松動等。用測振儀測得數(shù)據(jù),如果顯示振動值徑向較大而軸向較小或者振動值隨轉(zhuǎn)速上升而增大,都是轉(zhuǎn)子不平衡引起振動的特征。
預(yù)防處理措施主要有:
一是,根據(jù)離心通風(fēng)機型號的運行工況,在進風(fēng)機前工序上采取除塵措施,控制減少進入風(fēng)機的粉塵等含量;
二是,定期清理風(fēng)機葉輪,順便仔細檢查葉輪是否存在裂縫以及葉輪與主軸的配合情況。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電動機結(jié)構(gòu)進行一定程度的簡化,。一般來說,轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動都是葉輪表面存在不均勻的積灰或附著物產(chǎn)生的。對于難于清洗的離心通風(fēng)機型號葉輪轉(zhuǎn)子可采用化學(xué)法清洗,如硫酸生產(chǎn)中二硫化硫主風(fēng)機葉輪,可采用氫氧化鈣稀水,再用高壓噴射機噴射清洗葉輪,速度快效果佳。
針對離心通風(fēng)機型號有無進氣箱兩種結(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(fēng)機的性能影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明:加進氣箱后,離心風(fēng)機的全開流量與壓力有所降低,縮短了有效工作區(qū)域;在離心通風(fēng)機型號內(nèi)部葉輪進口處產(chǎn)生渦旋現(xiàn)象,堵塞了葉輪流道,使風(fēng)機的效率和壓力降低。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗測試值對比是比較吻合。在小流量區(qū),風(fēng)機內(nèi)部的流場分布發(fā)生偏心現(xiàn)象(C處),葉輪流道E側(cè),氣體比較充實,葉輪流道F側(cè)氣體分布較差,與原始風(fēng)機內(nèi)部流場分布相比,其離心通風(fēng)機型號葉輪流道的充盈性差。進氣箱是離心風(fēng)機重要的組成部分,主要應(yīng)用于大型離心風(fēng)機與雙吸離心風(fēng)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(fù)雜,并造成很大的流動損失。其出口速度的不均勻性對離心通風(fēng)機型號性能影響明顯,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(fēng)機,在離心通風(fēng)機型號葉輪進口加導(dǎo)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(dǎo)流板能夠提高風(fēng)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(fēng)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)。
整機壓力云圖分布
通過Fluent 軟件對掘進工作面離心風(fēng)機進行流場數(shù)值模擬,模擬得出在同流量下,加米字集流器和普通集流器離心風(fēng)機壓力云圖可以看出,風(fēng)機靜壓從進口至出口逐漸增大,在蝸殼外達到較大。但后蓋板加裝消聲材料,恰好吸收了電機的部分噪聲,因此后蓋板加裝吸聲材料降低風(fēng)機噪聲明顯。加米字集流器風(fēng)機進口靜壓明顯高于普通集流器離心風(fēng)機, 其較大靜壓達到2 510 Pa,普通集流器達到1 440 Pa;加米字風(fēng)機的全壓較大可達5 860 Pa,而普通集流器較大達到4 260 Pa。
離心通風(fēng)機型號集流器的壓力用Tecplot 軟件對模擬結(jié)果進行后處理,可以對離心風(fēng)機集流器的受壓進行對比分析。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場受壓分布所示, 離心通風(fēng)機型號米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達到-18 000 Pa,壓差10 000 Pa;普通圓弧形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達到-16 000 Pa,壓差8 000 Pa,小于米字形集流器。從圖中可以看出,每一種方式都有著不錯的降噪效果,其中C型改進風(fēng)機降噪效果好,在額定工況點附近總A聲級能降低約7dB(A)。同時也可以看出,加米字形集流器壓力梯度變化趨勢比普通圓弧形集流器平緩,對穩(wěn)定進口氣流,保證氣流的均勻及穩(wěn)定有更明顯的作用。
為改善離心通風(fēng)機型號受氣體粘性影響導(dǎo)致流動分離加劇的現(xiàn)象,在傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計理論的基礎(chǔ)上,研究氣體粘性力矩對蝸殼壁線分布的影響,并采用動量矩修正方法對其進行改型設(shè)計。另外,為真實反映風(fēng)機內(nèi)流場分布情況,在標(biāo)準(zhǔn)k-ε 計算模型的擴散項中加入粘性應(yīng)力作用,使其高計算誤差降低至3%。Bartenwerfer等將蝸板外側(cè)消聲部分的外殼做成方形,里面填充消聲材料對離心風(fēng)機進行降噪試驗研究,使改進后的風(fēng)機A聲級降低了9~12dB(A)。對比分析改型前后風(fēng)機數(shù)值模擬計算和試驗測量結(jié)果可知,采用修改的k-ε 模型進行計算發(fā)現(xiàn)改型后風(fēng)機內(nèi)旋渦強度減小,蝸殼出口靠近蝸舌處流動分離得到改善。試驗結(jié)果表明:改型離心通風(fēng)機型號出口靜壓提升約25Pa,較大全壓效率較原型機提升約10%。
同時,由于蝸殼張開度擴大能夠抑制流動分離,使蝸舌附近區(qū)域的旋渦強度及其影響區(qū)域減小,從而有效地降低了多翼離心風(fēng)機噪聲2.5dB。多翼離心風(fēng)機廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,是工業(yè)生產(chǎn)中主要耗能設(shè)備之一,蝸殼作為離心風(fēng)機中不可或缺的基本元件,其結(jié)構(gòu)的不對稱性及內(nèi)部流動的復(fù)雜性會對葉輪出口氣流角造成較大影響,使其沿圓周方向呈現(xiàn)出明顯的不對稱性。其次,使兩聯(lián)軸器軸線同高,即先調(diào)整左右徑向偏差,最后調(diào)整上下高差,直至符合本文的允許值。而在風(fēng)機實際運行過程中,離心通風(fēng)機型號葉輪出口氣流與蝸殼壁面間存在強烈的非定常干涉,使得蝸殼壁面成為風(fēng)機的主要噪聲源。因此提高蝸殼型線設(shè)計水平,不僅能改善風(fēng)機氣動性能,還能達到降低噪聲的效果。目前國內(nèi)外學(xué)者對離心風(fēng)機蝸殼型線的研究,主要集中在尋找能真實反映蝸殼內(nèi)流體流動狀態(tài)的設(shè)計方法。