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除塵風(fēng)機設(shè)備不同工況下葉道內(nèi)部的流線圖,能夠看出風(fēng)機在0.8dQ流量工況下,長葉片的吸力面存在較大的別離區(qū),而且在短葉片的吸力面構(gòu)成兩個旋渦區(qū),其中葉片出口處的旋渦由于相鄰葉道的葉片壓力面的高壓區(qū)向葉片吸力面回流而構(gòu)成;葉片吸力面內(nèi)部旋渦由于自身葉道的壓力面向吸力面回流而構(gòu)成較大的旋渦。在結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成過程中,邊上節(jié)點的數(shù)目發(fā)生變化,往往導(dǎo)致相應(yīng)的邊節(jié)點發(fā)生許多變化。斜槽風(fēng)機的長葉片吸力面的別離區(qū)開始向葉道出口處偏移,別離區(qū)有所減小,但短葉片的吸力面仍然存在兩個旋渦,但旋渦也有所削弱,因此風(fēng)機在1.2dQ時功率也有所進步,但在大流量工況下功率依然只有較低的47%。
除塵風(fēng)機設(shè)備改善計劃及成果分析在完成斜槽式離心風(fēng)機內(nèi)部流場分析后,根據(jù)風(fēng)機的內(nèi)部活動狀況和合作單位提出的功能指標(壓力在5000Pa以上,而且盡量進步風(fēng)機的功率),對風(fēng)機提出針對性的改善計劃,來改善風(fēng)機的內(nèi)部活動狀況,從而進步風(fēng)機的整體功能。在風(fēng)機氣動噪聲預(yù)測中,建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型,介紹了復(fù)雜流場的數(shù)值模擬技術(shù),進行了考慮三維流場的氣動噪聲預(yù)測計算,研究了流場結(jié)構(gòu)對除塵風(fēng)機設(shè)備氣動噪聲的影響。首先由除塵風(fēng)機設(shè)備的活動特性分析中能夠知道,除塵風(fēng)機設(shè)備的短葉片吸力面存在兩個旋渦區(qū),為了改善渦流帶來的活動損失,提出了通過改變短葉片的長度來改善風(fēng)機活動的計劃。改善計劃一在保證斜槽風(fēng)機外殼不變的狀況下,將風(fēng)機葉輪中的短葉片向內(nèi)延伸,
在除塵風(fēng)機設(shè)備樣機的基礎(chǔ)上,只增加了風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑。因此,改進后的風(fēng)扇與樣機的幾何相似性不滿足風(fēng)扇相似性原理的條件。因此,通過改進后的數(shù)值計算分析了改進效果。由于斜槽風(fēng)機葉片采用無氣鋼板焊接而成,為了簡化網(wǎng)格生成,提高網(wǎng)格質(zhì)量,采用無厚度曲面建立了離心風(fēng)機的三維模型。第二種改進方案的基本思想是在風(fēng)機外殼不變的情況下,增加風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑。風(fēng)機葉輪的具體改進方法在保持葉片出口安裝角度不變的前提下,風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑分別由480 mm增加到490 mm和500 mm。通過對改進后的除塵風(fēng)機設(shè)備的數(shù)值計算,在第二種改進方案中通過增加葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑來提高風(fēng)機的總壓。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑增加到490m時,改進后的風(fēng)機總壓力增加到4765pa,相應(yīng)的風(fēng)機運行力矩增加到4.65n.m,風(fēng)機效率基本不變。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑增加到500m時,風(fēng)機總壓力增加到4835pa,但風(fēng)機扭矩相應(yīng)增大,風(fēng)機效率降低。除塵風(fēng)機設(shè)備樣機蝸舌流線圖表明,當(dāng)氣體流經(jīng)樣機蝸舌位置時,大量氣體通過蝸舌與葉輪之間的間隙T流回蝸殼,流量損失較大。
通過對除塵風(fēng)機設(shè)備不同方案的改進,得出如下結(jié)論:向內(nèi)延長斜槽風(fēng)機葉輪的短葉片,可以有效地減小風(fēng)機所需的扭矩,提高風(fēng)機在設(shè)計條件下的效率;延長斜槽風(fēng)機葉輪的長葉片和短葉片,可以提高風(fēng)機的效率。外擴可以明顯提高風(fēng)機的總壓,但隨著總壓的增大,風(fēng)機所需的扭矩也隨之增大。9%,總壓值由4626pa提高到5257pa,均滿足合作單位的性能要求。因此,風(fēng)扇的效率幾乎不變。減小斜槽離心風(fēng)機樣機蝸殼與葉輪的間隙,不僅可以提高風(fēng)機的總壓,而且可以降低風(fēng)機所需的扭矩,提率2.1%。通過對除塵風(fēng)機設(shè)備樣機內(nèi)部流動的分析,提出了三種不同的改進方案,每種方案都提高了風(fēng)機的一定性能參數(shù)。
風(fēng)機短葉片向內(nèi)加長,提高風(fēng)機效率;風(fēng)機旋轉(zhuǎn)直徑增大,風(fēng)機總壓增大;蝸殼舌與風(fēng)機葉輪間隙適當(dāng)減小,風(fēng)機總壓和效率提高。證實了。但除塵風(fēng)機設(shè)備仍采用復(fù)雜的曲面葉片結(jié)構(gòu),這不會改善風(fēng)機加工工藝的復(fù)雜故障,每一個改進方案都不能改善風(fēng)機葉片通道內(nèi)的流動特性,使風(fēng)機的總壓力值達到5000pa以上,且沖擊力較大。由于適當(dāng)增大了前風(fēng)機的迎角和安裝角,可以減小風(fēng)機葉片通道的流量損失。提高風(fēng)扇的效率。如果只重新設(shè)計風(fēng)機的葉輪結(jié)構(gòu),必然會導(dǎo)致葉輪與風(fēng)機蝸殼結(jié)構(gòu)不匹配,導(dǎo)致風(fēng)機性能急劇下降。因此,本文采用現(xiàn)代風(fēng)機設(shè)計理論,以全壓5000pa、轉(zhuǎn)速2900rmp、除塵風(fēng)機設(shè)備的風(fēng)量1300hm/3為設(shè)計目標,對風(fēng)機進行了重新設(shè)計,以滿足合作公司的性能要求,提高風(fēng)機的整體性能。在設(shè)計中,主要介紹了風(fēng)機葉輪、蝸殼和集熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇方法,介紹了葉片結(jié)構(gòu)的選擇。
一臺帶有循環(huán)通道和擴散器的后向除塵風(fēng)機設(shè)備的噪聲值。利用FW-H噪聲計算模型和實驗方法,得到了風(fēng)機葉片和擴壓器表面的表面力脈動和垂直速度。得到了噪聲計算所需的數(shù)據(jù),成功有效地完成了風(fēng)機噪聲預(yù)測任務(wù)。除塵風(fēng)機設(shè)備在瞬態(tài)流場穩(wěn)定后,用ffowcs-williams-hawkings方程計算設(shè)計風(fēng)機的氣動噪聲,該方程主要描述了流場與動壁相互作用產(chǎn)生的氣動噪聲。風(fēng)機葉輪的具體改進方法在保持葉片出口安裝角度不變的前提下,風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑分別由480mm增加到490mm和500mm。在聲學(xué)模擬理論的基礎(chǔ)上,得到了運動固體邊界與流體相互作用產(chǎn)生的噪聲。方程右邊的三個項分別代表流體。流體邊界處的位移噪聲、波動噪聲和體積噪聲分別屬于單極源、偶極源和四極源。本文計算的流體是不可壓縮的,單極和四極的源項可以忽略不計。除塵風(fēng)機設(shè)備噪聲的計算和結(jié)果分析表明,在設(shè)計風(fēng)機出口外的計算區(qū),有1100Hz的聲壓峰值,聲壓值為58dB。噪聲觀測點在距葉輪旋轉(zhuǎn)中心2米4米處產(chǎn)生。風(fēng)機噪聲值的計算表明,1100Hz時有一個聲壓峰值。在遠場噪聲計算中,隨著受流點到葉輪中心距離的增加,風(fēng)機噪聲值呈下降趨勢。