山東冠熙環(huán)保設備有限公司
主營產品: 通風機
針對鼓風機有無進氣箱兩種結構形式,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,研究其內部三維流場特性,基于數(shù)值模擬結果分析了進氣箱對離心風機的性能影響。數(shù)值模擬結果表明:加進氣箱后,離心風機的全開流量與壓力有所降低,縮短了有效工作區(qū)域;在鼓風機內部葉輪進口處產生渦旋現(xiàn)象,堵塞了葉輪流道,使風機的效率和壓力降低。數(shù)值模擬結果與實驗測試值對比是比較吻合。進氣箱是離心風機重要的組成部分,主要應用于大型離心風機與雙吸離心風機。進氣箱在其出口處氣體發(fā)生近90°轉彎,內部流場十分復雜,并造成很大的流動損失。其出口速度的不均勻性對鼓風機性能影響明顯,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機,在鼓風機葉輪進口加導流板控制葉輪進口的非均勻氣流,結果表明在葉輪進口加導流板能夠提高風機的全壓,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)對大型風機進氣箱內部三維氣體流場進行測量,揭示了其內部流動的基本特征,為了解進氣箱流場結構和流動機理提供了依據(jù)。
鼓風機在大流量區(qū)計算值比實測值偏高,小流量區(qū)計算值比實測值偏低,但是整體上計算結果與實測結果基本吻合。由效率曲線圖可知,大流量區(qū)計算結果比實測結果偏高,小流量區(qū)計算結果比實測結果偏低,說明計算結果與實測結果吻合。通過實驗值與計算值的對比,CFX 軟件的數(shù)值模擬結果與實測結果一致,由此驗證了采用CFX 軟件對帶進氣箱的離心風機的數(shù)值模擬是可靠的。
試驗噪聲分析
離心風機的噪聲按照流體動力聲源的發(fā)聲機制,分為三類:1)單極子,2)偶極子,3)四極子,風機正常工作狀態(tài)下產生的噪聲主要來源于偶極子源。根據(jù)GB/T2888-2008《風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法標準》對有無進氣箱離心風機的噪聲進行測試。試驗地點:浙江上風高科專風實業(yè)有限公司CNAS 檢測中心;采用聲級計對風機出口處的噪聲進行測試,測試方式及儀器。測量時,除地面外無其他的反射條件,測點位置D 距地面的高度與風機出口中心持平,水平方向上與出氣口軸線成45° ,距離出氣口中心L=1m。
鼓風機的噪聲在小流量區(qū),帶進氣箱的離心風機噪聲低于不帶進氣箱,隨著流量的增加,帶進氣箱的風機噪聲顯著提高,在大流量區(qū),明顯的高于不帶進氣箱的噪聲。
1)鼓風機在進氣箱出口與葉輪進口處有渦旋產生,其位置與流量大小相關,渦旋的存在導致葉輪流道發(fā)生了堵塞,是離心風機效率降低的原因之一。
2)加進氣箱后,風機葉輪尾緣的“尾跡-射流”現(xiàn)象更加的嚴重,且在小流量區(qū)風機內部流場存在偏心現(xiàn)象。
3)加進氣箱后鼓風機不僅效率有所降低,其全開流量與壓力與無進氣箱相比也有所下降,加進氣箱后離心風機較優(yōu)工況點向小流量區(qū)偏移,進氣箱內部流場的復雜性以及出口速度的不均勻性對風機內部的流場分布產生了影響。
4)相比于無進氣箱的情況下,加進氣箱后,風機隨流量的增加,噪聲提升的更快,且在大流量區(qū)明顯高于不帶進氣箱的噪聲。
5)與實驗測試結果對比分析,結果表明采用數(shù)值模擬研究風機性能是可行的。
為了提高掘進工作面離心風機導流效果, 提出對鼓風機圓弧形集流器加米字支撐架改造。通過建立離心風機幾何模型和數(shù)值模型,并施加邊界條件,利用Fluent 軟件對加米字圓弧集流器和普通圓弧集流器離心風機進行了整機內部流場數(shù)值模擬, 采用Tecplot 軟件進行后處理,顯示同流量下離心風機的壓力云圖。