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

工業(yè)生產(chǎn)中的離心風(fēng)機(jī)特別是離心式風(fēng)機(jī)應(yīng)用很廣泛，在一些生產(chǎn)裝置中甚至屬關(guān)鍵設(shè)備。風(fēng)機(jī)的安全、可靠運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)的重要保證。但由于種種原因，造成風(fēng)機(jī)超過(guò)允許范圍的振動(dòng)的現(xiàn)象并不少見(jiàn)，嚴(yán)重的劇烈振動(dòng)會(huì)造成風(fēng)機(jī)本體及其關(guān)聯(lián)設(shè)備破壞的設(shè)備事故，甚至還會(huì)造成人身安全事故。因此，必須高度重視風(fēng)機(jī)的維護(hù)檢查工作。企業(yè)的離心風(fēng)機(jī)技術(shù)人員及其操作人員和維修人員在工作中必須對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患并及時(shí)排除，防患于未然。本文研究的目的在于針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中常用的離心式風(fēng)機(jī)運(yùn)行中易于發(fā)生的振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行研究和可采取的處理措施，應(yīng)該能對(duì)生產(chǎn)一線中從事此類(lèi)設(shè)備管理和維修的人員提供借鑒意義。

離心風(fēng)機(jī)絕大多是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工作的主要由葉輪、蝸殼、軸和軸承座及一些控制附件組成，屬動(dòng)設(shè)備。動(dòng)設(shè)備完全不振動(dòng)是不可能的，只是振動(dòng)的允許范圍不同而已。一般來(lái)講，大型高速風(fēng)機(jī)軸承采用軸瓦，潤(rùn)滑采用潤(rùn)滑油強(qiáng)制噴射潤(rùn)滑，高速旋轉(zhuǎn)的主軸懸浮于油膜上，正常工況時(shí)振動(dòng)很低。中小型的中低速風(fēng)機(jī)軸承采用滾動(dòng)軸承，常采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑或潤(rùn)滑油浸泡飛濺潤(rùn)滑，正常工況時(shí)振動(dòng)稍大。振動(dòng)無(wú)論大小，只要符合相關(guān)技術(shù)要求即可，但是異常的、超標(biāo)的振動(dòng)必須及時(shí)處理，否則振動(dòng)會(huì)惡化，后造成事故和經(jīng)濟(jì)損失。

幾何模型建立與網(wǎng)格劃分

計(jì)算模型采用掘進(jìn)工作面4-72-5.6A 防爆防腐蝕的離心式通風(fēng)機(jī)，其主要參數(shù)：電機(jī)功率22 kW,轉(zhuǎn)速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全壓4 152~2 330 Pa。其主要由進(jìn)風(fēng)口、集流器、葉輪和蝸殼組成。

離心風(fēng)機(jī)集流器中添加了米字形結(jié)構(gòu)與環(huán)形擋環(huán)。風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且葉片外形不規(guī)則，因此生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格比較困難，相反非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適應(yīng)能力強(qiáng)，在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)有利于網(wǎng)格的自適應(yīng)。

因此離心風(fēng)機(jī)采用四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。使用ANSYS 軟件中的CFD 軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，加米字形集流器模型網(wǎng)格數(shù)1 072 503，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)184 910；普通圓弧形模型網(wǎng)格數(shù)1 296 832，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)223 847。以離心風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)工作面環(huán)境下的運(yùn)行工況為依據(jù)，進(jìn)行離心風(fēng)機(jī)參數(shù)設(shè)置：流量取22 806.54 m3/h，流速取6.335 15 m/s, 質(zhì)量流量取7.491 3 kg/s。把Pro/E 建立的幾何模型導(dǎo)入Fluent 中并對(duì)幾何模型的邊界條件計(jì)算參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。其中入口類(lèi)型采用速度進(jìn)口，出口設(shè)為壓力邊界條件，本計(jì)算采用的樣機(jī)是礦用式離心風(fēng)機(jī)， 出口靜壓可以近似為0，蝸殼內(nèi)壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5，集流器、葉輪、蝸殼等各流體區(qū)域結(jié)合處的公共面采用interface邊界類(lèi)型面， 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤(pán)、后盤(pán)和轉(zhuǎn)軸的內(nèi)外表面一起定義為旋轉(zhuǎn)壁面。環(huán)境壓力為101 325 Pa，取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計(jì)算時(shí)采用SIMPLE 壓力速度耦合方法進(jìn)行。

整機(jī)壓力云圖分布

通過(guò)Fluent 軟件對(duì)掘進(jìn)工作面離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行流場(chǎng)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(jī)壓力云圖可以看出，風(fēng)機(jī)靜壓從進(jìn)口至出口逐漸增大，在蝸殼外達(dá)到較大。加米字集流器風(fēng)機(jī)進(jìn)口靜壓明顯高于普通集流器離心風(fēng)機(jī)， 其較大靜壓達(dá)到2 510 Pa，普通集流器達(dá)到1 440 Pa；加米字風(fēng)機(jī)的全壓較大可達(dá)5 860 Pa，而普通集流器較大達(dá)到4 260 Pa。

離心風(fēng)機(jī)集流器的壓力用Tecplot 軟件對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行后處理，可以對(duì)離心風(fēng)機(jī)集流器的受壓進(jìn)行對(duì)比分析。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場(chǎng)受壓分布所示， 離心風(fēng)機(jī)米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa，到集流器出口達(dá)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(dá)到-16 000 Pa，壓差8 000 Pa，小于米字形集流器。同時(shí)也可以看出，加米字形集流器壓力梯度變化趨勢(shì)比普通圓弧形集流器平緩，對(duì)穩(wěn)定進(jìn)口氣流，保證氣流的均勻及穩(wěn)定有更明顯的作用。