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)

離心風(fēng)機(jī)及內(nèi)部三維流場(chǎng)的計(jì)算辦法

依據(jù)作業(yè)原理的不同風(fēng)機(jī)能夠分為容積式、葉片式和噴射式三種。其間葉片式風(fēng)機(jī)首要有離心式、混流式、軸流式和橫流式四種，其間使用醉廣泛的即為離心式風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)葉輪中的氣體流面簡(jiǎn)直與葉輪的滾動(dòng)軸面筆直。其葉輪滾動(dòng)所發(fā)生的離心力為離心風(fēng)機(jī)壓強(qiáng)升的首要來(lái)歷，而且在葉輪內(nèi)部由離心力發(fā)生的壓強(qiáng)升要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體相對(duì)速度改動(dòng)而發(fā)生的壓強(qiáng)升，而且選用增大風(fēng)機(jī)的葉輪寬度增大風(fēng)機(jī)流量的辦法，往往導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的功率下降，因而離心風(fēng)機(jī)一般適用于高壓、小流量的場(chǎng)合。在數(shù)值計(jì)算過(guò)程中，采用SSTK-U湍流模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算，穩(wěn)態(tài)結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。下面臨其功能參數(shù)、結(jié)構(gòu)特色和內(nèi)部丟失等進(jìn)行具體介紹。

離心風(fēng)機(jī)的壓力

鼓風(fēng)機(jī)的靜壓和全壓靜壓sp為氣體對(duì)平行于氣流的物體外表效果的壓力，它一般是經(jīng)過(guò)筆直于物體外表的孔來(lái)進(jìn)行丈量。

通風(fēng)機(jī)的功能曲線通風(fēng)機(jī)的全壓t FP、功率P、功率η等功能參數(shù)隨通風(fēng)機(jī)的流量Q改變的聯(lián)系曲線，稱為通風(fēng)機(jī)的功能曲線。依據(jù)通風(fēng)機(jī)的功能曲線，不只能夠查驗(yàn)計(jì)算參數(shù)與實(shí)測(cè)參數(shù)之間的共同程度，還能夠斷定通風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性。在風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)中，建立了相應(yīng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，介紹了復(fù)雜流場(chǎng)的數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行了考慮三維流場(chǎng)的氣動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)計(jì)算，研究了流場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)氣動(dòng)噪聲的影響。例如當(dāng)通風(fēng)機(jī)的功率特性曲線較平整時(shí)，此刻風(fēng)機(jī)的搞效區(qū)較大，在變工況時(shí)通風(fēng)機(jī)仍能夠在搞效的工況點(diǎn)小作業(yè)，此刻能夠認(rèn)為該風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性較好。

鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)所設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了分析。在離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)具體設(shè)計(jì)參數(shù)建立了離心風(fēng)機(jī)的三維模型。第三章采用樣機(jī)的數(shù)值計(jì)算方法，對(duì)設(shè)計(jì)工況下的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了計(jì)算。原型風(fēng)機(jī)和斜槽風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速分別為13.89和11.08。根據(jù)不同的比轉(zhuǎn)速，可對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行分類。可以看出，所設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)和原型風(fēng)機(jī)屬于不同的系列，但在全壓、效率等方面都有所提高。由于適當(dāng)增大了前風(fēng)機(jī)的迎角和安裝角，可以減小風(fēng)機(jī)葉片通道的流量損失。可以證明第四節(jié)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法是正確合理的。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)鼓風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算參數(shù)與風(fēng)機(jī)初始設(shè)計(jì)值的比較，可以看出設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的總壓值高于設(shè)計(jì)目標(biāo)，效率為68%，效率比原型風(fēng)機(jī)高19.9%，總壓值由4626提高到4626。PA至5257PA，均滿足合作單位的性能要求。

可以看出，鼓風(fēng)機(jī)樣機(jī)長(zhǎng)、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象，而且產(chǎn)生兩個(gè)渦，設(shè)計(jì)工況下設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)長(zhǎng)、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象，但沒(méi)有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了漩渦。（3）根據(jù)計(jì)算出鼓風(fēng)機(jī)的噪聲頻譜，可以看出設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的聲壓在1100Hz時(shí)有一個(gè)峰值，聲壓值為58dB。通過(guò)比較兩種方法的流線圖可以看出，所設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)的整體流動(dòng)性能得到了很大的提高，設(shè)計(jì)的鼓風(fēng)機(jī)的效率得到了很大的提高。

設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算

為了后期計(jì)算風(fēng)機(jī)內(nèi)部的氣動(dòng)噪聲，本文對(duì)離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)采用瞬態(tài)的計(jì)算方法進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。下面詳細(xì)介紹風(fēng)機(jī)的瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程。

鼓風(fēng)機(jī)瞬態(tài)計(jì)算收斂性判斷

瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程中，每一個(gè)時(shí)間步內(nèi)相當(dāng)于計(jì)算一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程。因此在每一個(gè)時(shí)間步內(nèi)都需要保證計(jì)算達(dá)到收斂。當(dāng)流量大于設(shè)計(jì)流量時(shí)，子午線速度mc1增大，入口速度與圓周切線的夾角大于葉片入口角度1aβ，鼓風(fēng)機(jī)迎角為負(fù)。瞬態(tài)計(jì)算過(guò)程中存在內(nèi)迭代的概念，內(nèi)迭代與穩(wěn)態(tài)求解的的迭代具有相同的原理。內(nèi)迭代次數(shù)可以在模型樹(shù)節(jié)點(diǎn)Run  Calculation面板通過(guò)參數(shù)Max Iteration/Time Step來(lái)設(shè)置。

消聲蝸殼對(duì)鼓風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響原風(fēng)機(jī)與不同消聲組合試驗(yàn)所得的氣動(dòng)性能對(duì)比如圖3 所示。目前，只有一些簡(jiǎn)單的流動(dòng)機(jī)理可以研究，如室內(nèi)空氣流動(dòng)、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動(dòng)過(guò)程中的碰撞磨損等。試驗(yàn)結(jié)果表明: 由于穿孔板相對(duì)于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力，導(dǎo)致加裝穿孔板后的風(fēng)機(jī)壓力和效率在整個(gè)測(cè)試工況范圍內(nèi)都有不同程度的降低。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同，當(dāng)額定轉(zhuǎn)速為3 800 r /min，在設(shè)計(jì)工況下，A 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約16．0 Pa，效率下降了約1．28%; B 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約5．0 Pa，鼓風(fēng)機(jī)效率下降了約0．9%; C 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約36．8 Pa，效率下降了約3．18%; D 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約45．8 Pa，效率下降了約3．28%。

主要由于安裝穿孔板的面積不同，導(dǎo)致不同消聲組合方式的摩擦損失不同。B 組合即只在風(fēng)機(jī)后蓋板上安裝穿孔板，風(fēng)機(jī)壓力損失小。不同工況下，風(fēng)機(jī)壓力和效率損失也不相同，在設(shè)計(jì)工況及偏大流量工況下，鼓風(fēng)機(jī)壓力和效率損失較大，效率也同步降低。通過(guò)查閱大量的離心風(fēng)機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)文獻(xiàn)，深入了解風(fēng)機(jī)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性的影響，并采用數(shù)值計(jì)算方法建立風(fēng)機(jī)三維模型，劃分網(wǎng)格，鼓風(fēng)機(jī)采用N-S方程，結(jié)合W。主要原因是大流量工況下，蝸殼內(nèi)部氣流速度較高，氣流與穿孔板之間的摩擦損失增加。消聲蝸殼為A 組合形式時(shí)與原風(fēng)機(jī)的出口A聲級(jí)隨流量變化的對(duì)比圖?？梢钥闯?，不同工況下，A 型消聲蝸殼的降噪效果不同，鼓風(fēng)機(jī)在額定工況點(diǎn)附近，降噪效果好; 在大流量工況下，降噪效果變差，這主要因?yàn)榇罅髁壳闆r下，蝸殼內(nèi)氣體流速較大，而氣體流速對(duì)吸聲材料的吸聲效果影響很大; 在小流量工況下，風(fēng)機(jī)流動(dòng)惡化，風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大，導(dǎo)致振動(dòng)噪聲很大以致降噪效果反而變差。與原風(fēng)機(jī)相比，在額定工況點(diǎn)A 聲級(jí)降低約4．5 dB( A) ，在大流量工況下，A 聲級(jí)降低約3．6 dB( A) ，在小流量工況下，A 聲級(jí)降低約1．9 dB( A) 。