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

風(fēng)機廣泛應(yīng)用于冶金、化工、鋼鐵、水泥等重工業(yè)。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?？紤]到后期改善風(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。

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。通過對風(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。風(fēng)機葉輪參數(shù)選擇葉輪是風(fēng)機的主要部件，葉片是將能量傳遞給流體的部件。在瞬態(tài)計算結(jié)果穩(wěn)定后，風(fēng)機采用FW-H模型計算了設(shè)計風(fēng)機的氣動噪聲，遠(yuǎn)場噪聲值為58dB。

本文以風(fēng)機為研究對象，對4 種組合方式的消聲蝸殼進行了試驗測量，研究了每一種組合的降噪效果及對風(fēng)機氣動性能的影響。試驗在符合ISO3745 標(biāo)準(zhǔn)的半消聲室中進行，其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈，消聲室截止頻率100 Hz，本底噪聲為26 dB( A) 。試驗裝置和測試系統(tǒng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1236－2000《工業(yè)通風(fēng)機用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進行性能試驗》和GB/T2888－91《風(fēng)機和羅茨鼓風(fēng)機噪聲測量方法》的要求設(shè)計、制造、測試。風(fēng)機進氣口端連接符合GB/T 1236 規(guī)定的風(fēng)機性能試驗進氣試驗裝置。使用智能壓力風(fēng)速風(fēng)量儀測出PL3 位置的靜壓和PL5 處的流量壓差，然后再根據(jù)其他測量的數(shù)據(jù)算出風(fēng)機全壓和靜壓試驗裝置。（3）改造后，取消風(fēng)機冷卻水，風(fēng)機軸承高溫度為55C，滿足設(shè)計要求。

試驗采用進口堵片方式調(diào)節(jié)流量，從大流量至小流量共選取8 個工況點，分別測試每個工況點的風(fēng)機流量、壓力、功耗和噪聲。最后計算風(fēng)機標(biāo)況下流量、全壓、全壓效率、總A 聲級。本試驗風(fēng)機的結(jié)構(gòu)簡圖，在風(fēng)機蝸板和前后蓋板上可分別固定穿孔鋼板，穿孔板與蝸殼本體之間形成10 mm 的空腔，空腔內(nèi)填充超細(xì)玻璃棉，形成消聲蝸殼。以此形成4 種消聲蝸殼組合: A 組合，周向蝸板有消聲層;B 組合，蝸殼后蓋板有消聲層; C 組合，周向蝸板和后蓋板有消聲層; D 組合，周向蝸板和前蓋板有消聲層。選用的穿孔板采用板厚1 mm，孔徑6 mm，穿孔率約為22%。各種加裝吸聲結(jié)構(gòu)組合，風(fēng)機蝸殼內(nèi)部的通流結(jié)構(gòu)尺寸和原風(fēng)機一致。（3）引風(fēng)機軸承冷卻方式由工業(yè)水冷卻改為帶風(fēng)機軸承冷卻，降低了用水量。

風(fēng)機與4 種消聲方式風(fēng)機的A 聲級對比。從圖中可以看出，每一種方式都有著不錯的降噪效果，其中C 型改進風(fēng)機降噪效果好，在額定工況點附近總A聲級能降低約7 dB( A) ; B 型改進風(fēng)機降噪效果也比較理想，優(yōu)于A 和D 型改進風(fēng)機; A 型改進風(fēng)機的消聲效果最差。出現(xiàn)上述情況的原因應(yīng)該是電機噪聲通過蝸殼會被放大，而沒有被吸聲材料有效吸收。但后蓋板加裝消聲材料，恰好吸收了電機的部分噪聲，因此后蓋板加裝吸聲材料降低風(fēng)機噪聲明顯。建立風(fēng)機性能預(yù)測模型的主要方法有三種：（1）應(yīng)用數(shù)學(xué)、流體力學(xué)和流場理論建立離心風(fēng)機模型，預(yù)測離心風(fēng)機的性能。

本文對吸聲蝸殼對風(fēng)機降噪效果進行了研究，分別對單獨蝸板、后蓋板、蝸板與后蓋板、蝸板與前蓋板加裝消聲材料的4 種方式進行了試驗測量，在風(fēng)機全工況范圍內(nèi)，風(fēng)機噪聲都有不同程度的降低，其中蝸板加后蓋板組合的降噪效果好。由于穿孔板摩擦損失較大，氣體流動阻力增加，導(dǎo)致風(fēng)機壓力和效率都有不同程度的降低。通過試驗證明相對于周向蝸板加裝消聲材料，風(fēng)機后蓋板加裝消聲材料消聲效果明顯，且結(jié)構(gòu)簡單、制造方便風(fēng)機壓力損失小。也證明了消聲蝸殼有很好的降噪效果，并且風(fēng)機蝸殼尺寸雖然有一定的增大，但相對于消聲器等其他降噪方法優(yōu)勢還是很明顯的。對風(fēng)機進出口安裝條件有限制并且對噪聲有一定要求的離心風(fēng)機，吸聲蝸殼是較好的選擇。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。