山東冠熙環(huán)保設(shè)備有限公司主營：軸流風(fēng)機,耐高溫高濕風(fēng)機,烘干設(shè)備用風(fēng)機,離心風(fēng)機,除塵風(fēng)機

鼓風(fēng)機廣泛應(yīng)用于冶金、化工、鋼鐵、水泥等重工業(yè)。在沒有合適、高效的風(fēng)機或模型的情況下，可以根據(jù)鼓風(fēng)機相似原理制作模型，然后將模型試驗的結(jié)果轉(zhuǎn)換為機器的實際結(jié)果，完成風(fēng)機的設(shè)計。其結(jié)構(gòu)特點是整體結(jié)構(gòu)緊湊，葉輪寬徑比小，內(nèi)、外徑比小，長、短葉片分布均勻，壓力系數(shù)高，流量系數(shù)小，因此常用于高壓、小流量場合。針對風(fēng)機效率低、加工工藝復(fù)雜等缺點，提出了一種改進的風(fēng)機效率設(shè)計方案，并采用CFD數(shù)值計算方法進行了分析驗證。

本文對風(fēng)機進行改進和設(shè)計的主要思路是利用N-S方程和SSTK-U湍流模型計算斜槽風(fēng)機樣機的流量。數(shù)值計算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)吻合較好，證明了該計算模型和數(shù)值計算方法的可行性。本文采用“風(fēng)機三維建模-斜槽風(fēng)機樣機數(shù)值計算-樣機內(nèi)部流動特性分析-風(fēng)機改進的確定和設(shè)計方案-噪聲計算的瞬態(tài)法”的技術(shù)路線，完成了風(fēng)機的改進和設(shè)計。通過對鼓風(fēng)機不同截面的等值線和流線的觀測，分析了葉輪通道內(nèi)流動損失的原因。通過控制葉片吸力面邊界層的分離，降低了風(fēng)機的內(nèi)部流動損失。針對風(fēng)機內(nèi)部流動狀況，提出了三種不同的改進方案。在改進方案不能滿足性能要求的情況下，對風(fēng)機進行了重新設(shè)計。為了使風(fēng)機葉片通道內(nèi)的流動更加合理，根據(jù)葉輪通道截面面積逐漸變化的原理，建立了風(fēng)機葉片型線形成的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)該數(shù)學(xué)模型完成了風(fēng)機葉片型線的設(shè)計。風(fēng)機葉片的設(shè)計采用“雙圓弧”成形方法，不僅簡化了風(fēng)機的加工工藝，而且使風(fēng)機的總壓力提高到5257pa，效率提高到68%。最后介紹了離心風(fēng)機的瞬態(tài)計算方法，分析了瞬態(tài)計算中時間步長的選擇原則。采用瞬態(tài)數(shù)值方法對新設(shè)計的風(fēng)機內(nèi)部流動進行了數(shù)值模擬。在瞬態(tài)計算結(jié)果穩(wěn)定后，鼓風(fēng)機采用FW-H模型計算了設(shè)計風(fēng)機的氣動噪聲，遠場噪聲值為58dB。

鼓風(fēng)機原型機的短葉片是在長葉片的基礎(chǔ)上在直徑為320mm的圓弧方位截斷，改善計劃一的短葉片長度進行了多種長度的挑選，并經(jīng)過數(shù)值計算得到醉優(yōu)的短葉片長度是在長葉片的基礎(chǔ)上在直徑為259mm的圓弧方位打斷。在瞬態(tài)計算結(jié)果穩(wěn)定后，利用FW-H模型對設(shè)計風(fēng)機的氣動噪聲進行了計算。改善完成后按照鼓風(fēng)機原型機的數(shù)值計算方法，對改善后的風(fēng)機進行數(shù)值計算，能夠看出通過向內(nèi)延伸斜槽式離心風(fēng)機的短葉片，將風(fēng)機的所需扭矩由4.53N.m降低為4.33N.m，使風(fēng)機的功率進步了2.3%。能夠看出在延伸短葉片后，改善計劃一的風(fēng)機短葉片吸力面的兩個旋渦消失，葉片鄰近的別離區(qū)顯著的減小，但改善計劃一的長葉片吸力面依然存在較大的別離區(qū)，因此風(fēng)機的全體功率進步并不太顯著。

增大鼓風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑改善計劃一使斜槽式離心風(fēng)機的功率進步2.3%，但風(fēng)機的全壓值根本堅持不變，這樣的改善計劃并不能滿足對風(fēng)機全壓值5000Pa的要求?？紤]到后期改善鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)的便利性，葉輪與蝸殼分開嚙合，并在相應(yīng)的表面建立接口進行數(shù)據(jù)交換。因此本文依據(jù)風(fēng)機規(guī)劃的相似原理，即在風(fēng)機滿足類似條件的情況下，風(fēng)機的全壓值與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速的平方和全壓的平方呈正比，依據(jù)風(fēng)機的類似規(guī)劃原理，在滿足類似規(guī)劃條件下，相應(yīng)的增大風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑，能夠有用的進步風(fēng)機的全壓值。

鼓風(fēng)機采用不等邊元法繪制蝸殼外形。結(jié)果表明，仿生葉片的鋸齒后緣結(jié)構(gòu)可以有效地改變?nèi)~片后緣脫落渦的結(jié)構(gòu)和頻率，從而減小葉片表面的壓力波動和氣流對葉片前緣的影響，使A計權(quán)聲壓級提高。首先確定了小正方形在繪圖中心的邊長，確定了蝸殼的繪圖半徑；繪制的蝸殼外形如圖4.6所示。以小正方形邊長分別為蝸殼開口A的0.15、0.133、0.1167和0.1倍，根據(jù)公式確定鼓風(fēng)機蝸殼輪廓各部分的拉深半徑，拉深后即可建立風(fēng)機的三維模型。風(fēng)機集塵器的設(shè)計是一種氣體葉輪導(dǎo)向裝置，鼓風(fēng)機集塵器的幾何形狀和集塵器的安裝位置對風(fēng)機的性能都有影響，影響很大。

集電極的基本類型有圓柱形、圓錐形、圓形和圓錐形。圓柱形集塵器具有較大的流量損失和將氣流導(dǎo)入葉輪的能力差，但易于處理。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。錐形集熱器具有較大的流量損失和將流量導(dǎo)入葉輪的能力差。鼓風(fēng)機的圓弧集塵器具有相對較小的流量損失和更好的引導(dǎo)氣流進入葉輪的能力。圓弧集熱器引導(dǎo)氣流進入葉輪后，渦流面積比錐形集熱器小得多，減少了風(fēng)機內(nèi)部的流動損失。從而提高了帶圓弧集熱器的風(fēng)機的效率和全壓系數(shù)。錐弧集熱器在現(xiàn)代風(fēng)機中得到了廣泛的應(yīng)用。