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根據(jù)山東烘干風機優(yōu)化后的參數(shù),可以得到在設計轉(zhuǎn)速下動葉和靜葉的損失系數(shù)以及落后角隨沖角的變化趨勢,可以看出,損失系數(shù)和落后角隨沖角的變化基本符合風機的流動特性。
山東烘干風機采用優(yōu)化后的損失和落后角模型,對該風機的5 條特性線進行數(shù)值模擬,結果如圖5 所示。從圖中可以看出,修正后的一維計算結果與實驗結果之間的較大誤差不到2%。
( 1) 對某單級動葉可調(diào)軸流風機,本模型的數(shù)值計算結果已經(jīng)與實驗的計算結果進行了對比,證明了經(jīng)過優(yōu)化后的模型能夠正確模擬得到該風機的氣動性能,體現(xiàn)了其可靠性和準確性,因此,只要能給定準確的設計點和某一轉(zhuǎn)速下的非設計工況點,經(jīng)過優(yōu)化后,本模型就能準確預測得到其它安裝角下的氣動性能。山東烘干風機采用優(yōu)化后的損失和落后角模型,對該風機的5條特性線進行數(shù)值模擬,結果如圖5所示。
( 2) 根據(jù)優(yōu)化后的損失和落后角模型能夠較為合理地得到轉(zhuǎn)子和靜子的損失隨著葉片負荷的變化情況。導葉數(shù)目對軸流風機的性能、葉片靜力結構及振動等均有一定影響。
針對某660MW 機組配套的兩級動葉可調(diào)軸流一次風機,借助Fluent 進行流體數(shù)值模擬,研究導葉數(shù)目改變對風機性能的影響,并選出較優(yōu)方案三。山東烘干風機利用Workbench 軟件進行流固耦合計算得出對葉片靜力結構及振動的影響。研究表明: 導葉數(shù)目減少方案風機性能明顯優(yōu)于導葉數(shù)目增加的方案,其中方案三為改型性能較佳的方案,改型后的方案其軸功率有所增大、耗電量有所增加; 方案三的葉片應力、總變形和振動與原風機基本一致,可以得出離心力對葉片靜力結構和振動起決定性作用,氣動力影響較小的結論; 方案三葉片的工作轉(zhuǎn)速遠低于一階臨界轉(zhuǎn)速,山東烘干風機葉片的較大應力小于許用應力,均滿足設計使用要求。在谷底溫度變化過程中,山東烘干風機通風后谷底較低溫度是由于與冷空氣的密切接觸,提高了通風冷卻效果。
(1)山東烘干風機葉頂間隙超差對失速點壓力偏差和風機效率偏差有顯著影響。
(2)葉頂間隙與失速點壓力偏差的相關系數(shù)為-0.99,即葉頂間隙越大,失速點負壓偏差越大,實際失速線向下偏離理論失速線的程度越嚴重。
(3)葉尖間隙與效率偏差的相關系數(shù)為-0.93。
葉尖間隙與效率也有很強的相關性,也就是說,葉尖間隙越大,負效率偏差越大。以葉片角度可調(diào)、葉片角度固定的對旋軸流風機葉輪為研究對象,建立了兩種葉輪的三維模型,并引入ANSYS進行計算模型分析。得到了兩個山東烘干風機葉輪的前六種振型。葉片變形量較大,尤其是葉片頂部,通過角度調(diào)節(jié)機構,葉片變形量略有增加。利用LMS模態(tài)試驗軟件得到了兩個葉輪的前六個固有頻率。通過比較發(fā)現(xiàn),葉片角度調(diào)節(jié)機構使葉輪的固有頻率略有增加,山東烘干風機葉輪的固有頻率避開了電機的頻率,在正常運行時不產(chǎn)生共振。葉輪是旋轉(zhuǎn)軸流風機的重要部件。其安全性和可靠性直接影響到風機的正常運行。一方面,葉輪的模態(tài)分析可以得到結構的固有頻率,使葉輪的工作頻率遠離其固有頻率,有效地避免了共振引起的疲勞損傷;另外,針對一次風機1B多次失速,經(jīng)檢查,風機入口消聲器多孔板鉚釘松動,減小了通道面積,使一次風機落入失速區(qū),通過加強消聲器消除了失速故障。另一方面,可以得到葉輪機構在不同頻率下的振動模態(tài)。變形較大的區(qū)域可能出現(xiàn)裂紋、松動、零件損壞等,變形較小。該地區(qū)在工作中相對穩(wěn)定。
在風機葉片斷裂的正常運行過程中,軸流風機普遍受到離心力和動應力的影響。前者由于葉輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生離心現(xiàn)象,后者則導致葉片彎曲現(xiàn)象。通常情況下,軸流風機在運行過程中長期處于失速狀態(tài)是造成風機葉片斷裂的主要原因。由于軸流風機運行中存在旋轉(zhuǎn)失速問題,此時轉(zhuǎn)輪屬于失速區(qū),會導致山東烘干風機葉片的背壓和前壓發(fā)生不同程度的變化,導致葉片原始受力情況發(fā)生變化。如果風機葉片斷裂,將嚴重影響整個軸流風機在運行過程中的質(zhì)量。軸承溫度高也是電廠軸流風機運行中的一個常見障礙。導致軸流風機軸承溫度升高的主要原因有三個。個原因是潤滑不良。湍流模型采用Les模型,子格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型。
當軸流風機運行中使用的潤滑油量小于規(guī)定值時,會導致軸承箱和原有內(nèi)部潤滑油之間的潤滑油交換不足。山東烘干風機在運行過程中會出現(xiàn)異常升溫現(xiàn)象。第二個原因是冷卻風扇的影響。造成這個問題的主要原因是引風機的煙溫通常比較高。如果使用后不及時處理,軸承溫度會異常升高。因此,使用后必須注意冷卻整個機器,避免因冷卻器內(nèi)容物少而導致冷卻不足的問題。第三個原因是軸承箱的影響。軸承箱在使用前通常需要根據(jù)社會要求進行組裝。軸承箱內(nèi)缸與軸承外套之間的間隙要求很高。由于二者之間的間隙過小,引風機軸承熱膨脹后,容易對山東烘干風機軸承的徑向和軸向膨脹位移產(chǎn)生一定的影響,導致摩擦力增大,軸承溫度異常升高。結果:采用軸流風機吸風負壓通風,冷風通過倉底通風口進入倉內(nèi),由下至上通過軸流風機出口排出倉外。
山東烘干風機葉片穿孔抑制了兩級葉輪葉尖排流和非工作面渦流的產(chǎn)生和脫落,降低了該位置的聲功率級。
穿孔后,改善了山東烘干風機葉片周圍的流場,降低了兩級葉片通過頻率的聲壓級,相應地降低了旋轉(zhuǎn)噪聲。
山東烘干風機葉片穿孔后,整個頻率范圍內(nèi)的A聲級有不同程度的下降,中低頻段的下降幅度較大,而高頻段的下降幅度較小。穿孔后,寬帶噪聲成為主要噪聲源。風扇式軸流風機在糧食通風冷卻中的節(jié)能效果。
采用軸流風機對儲糧進行降溫實驗,達到通風降溫的目的,實現(xiàn)儲糧的節(jié)能、環(huán)保和安全儲糧。結果:采用軸流風機吸風負壓通風,冷風通過倉底通風口進入倉內(nèi),由下至上通過軸流風機出口排出倉外。谷堆由下向上依次減小,冷卻梯度和變化趨于平衡。結論:風機型小功率軸流風機在通風運行中采用低速間歇通風。通風時間比大功率離心風機長,但通風能耗低,水損失小。山東烘干風機換氣周期為10月11日至1月22日。運行過程中,大氣溫度10℃,低-29℃,大氣濕度58%。通風間隔內(nèi)嚴格按照《儲糧機械通風技術規(guī)程》標準進行操作。在室內(nèi)外溫差大于8C,室外濕度小的情況下,通風間歇,有利于干冷天氣??偼L23天,共552小時,平均降溫15.3℃,通風結束時,倉庫溫度-14.0攝氏度中、上粒溫度為-2.3攝氏度、中、低晶粒溫度為-9.7攝氏度,較低為-25.5(?山東烘干風機葉片穿孔抑制了兩級葉輪葉尖排流和非工作面渦流的產(chǎn)生和脫落,降低了該位置的聲功率級。)c,平均堆糧溫度為-6.1攝氏度