山東冠熙環(huán)保設(shè)備有限公司主營：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)

以風(fēng)機(jī)為研究對象，利用NUMECA 軟件對其葉片進(jìn)行開縫數(shù)值模擬，結(jié)果表明，開縫對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場有一定優(yōu)化作用，并依據(jù)葉輪流場和風(fēng)機(jī)性能的改善情況，確定了較優(yōu)的開縫角度和開縫位置，在較優(yōu)開縫方案下，流體在流道出口的速度比較均勻一致，且風(fēng)機(jī)全壓提高4.25%，效率提高1.49%。在現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上，通過對引風(fēng)機(jī)葉輪的改造，在不進(jìn)行電機(jī)技術(shù)改造的情況下，對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，提高引風(fēng)機(jī)的出力，以滿足反硝化和靜電沉淀的總阻力。

風(fēng)機(jī)屬于通用機(jī)械類。它們廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。風(fēng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)機(jī)用電量約占全國總用電量的9%。目前，離心風(fēng)機(jī)在我國能源系統(tǒng)中占有很大的比重。因此，提高離心風(fēng)機(jī)的性能對于工礦企業(yè)節(jié)能增效具有重要意義。風(fēng)機(jī)的節(jié)能方法主要是從運(yùn)行調(diào)整和結(jié)構(gòu)改造兩個方面進(jìn)行的，對運(yùn)行調(diào)節(jié)的研究非常廣泛；風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)改造主要包括換流器的安裝、動靜葉的改造等，目前對風(fēng)機(jī)葉片開槽技術(shù)的研究還不多見。而且工程應(yīng)用不廣泛。清華大學(xué)等人通過對長、短葉片的開槽，使離心風(fēng)機(jī)的性能曲線變平，高效區(qū)變寬，使非設(shè)計性能更好。對葉片弦縫進(jìn)行了研究，改善了葉柵周圍的壓力分布，降低了總壓損失15.8%。以出口壓力作為衡量離心風(fēng)機(jī)性能的指標(biāo)，采用LSSVM建立離心風(fēng)機(jī)性能預(yù)測模型。研究了吸入點和回流點的位置，即狹縫的位置，并提出了良好的建議。楊科等人對航空工業(yè)風(fēng)力機(jī)的開槽問題進(jìn)行了研究。模擬了不同攻角下的上、下風(fēng)面開槽和自下而上的開槽。分析了不同工況下的流場和流線分布。結(jié)果表明，開槽對改善風(fēng)力機(jī)靜失速特性非常有益。

風(fēng)機(jī)高速流體和低速流體相互拉動，導(dǎo)致動能損失較大，再加上二次流的阻礙，葉輪的流動質(zhì)量大大降低，這種結(jié)構(gòu)非常不利于風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。葉片切縫后，流道出口附近的速度梯度更加平衡，沒有回流。這是因為通過槽道的流動可以將吸入面出口附近的流體吹走，這不僅避免了流出的現(xiàn)象，而且還將低速流體吸入吸入吸入面，改善了葉輪內(nèi)部的流場。結(jié)果表明，當(dāng)裂縫正好位于上邊界層剝離的前端時，效果較佳。相比之下，風(fēng)機(jī)葉片入口（第1段）開口間隙的速度沒有顯著變化。葉片出口發(fā)生了巨大變化。采用數(shù)值計算與響應(yīng)面法相結(jié)合的手段對蝸殼的三個主要幾何參數(shù)(蝸殼出口的擴(kuò)張角、葉輪的露出長度、蝸舌間隙)進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明通過優(yōu)化蝸舌間隙和葉輪的露出長度，不僅可以提高風(fēng)機(jī)的效率，還可以降低風(fēng)機(jī)的A聲級噪聲。葉片出口處的速度分布變得更加均勻，而原葉輪出口處的速度從吸入側(cè)到壓力側(cè)變化很大，說明槽達(dá)到了預(yù)期的優(yōu)化目的。

（1）通過數(shù)值模擬研究了開槽對風(fēng)機(jī)性能的影響。結(jié)果表明，開槽有利于提高風(fēng)機(jī)的性能，對風(fēng)機(jī)的流場有很大的影響。

（2）開槽參數(shù)a/c=1.67，b/c=0.169時，風(fēng)機(jī)性能相對較佳，風(fēng)機(jī)總壓提高4.25%，效率提高1.49%。

（3）風(fēng)機(jī)葉片切縫后，通過切縫的流體能有效防止葉片表面附面層脫落，減少流動損失，當(dāng)切縫位置與附面層分離前沿對齊時，效果佳，使轉(zhuǎn)輪出口流速更加均勻。

（4）本文所得到的較佳插削參數(shù)只能從有限的方案中選取，可能會錯過較佳插削角度和位置，有待進(jìn)一步研究。

風(fēng)機(jī)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(jī)效率低、加工工藝復(fù)雜等缺點，提出了一種改進(jìn)的風(fēng)機(jī)效率設(shè)計方案，并采用CFD數(shù)值計算方法進(jìn)行了分析驗證。風(fēng)機(jī)原型機(jī)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(jìn)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。

本文對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)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(jī)樣機(jī)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(jī)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(jī)的內(nèi)部流動損失。針對風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動狀況，提出了三種不同的改進(jìn)方案。在改進(jìn)方案不能滿足性能要求的情況下，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計。為了使風(fēng)機(jī)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(jī)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(jī)葉片型線的設(shè)計。風(fēng)機(jī)葉片的設(shè)計采用“雙圓弧”成形方法，不僅簡化了風(fēng)機(jī)的加工工藝，而且使風(fēng)機(jī)的總壓力提高到5257pa，效率提高到68%。最后介紹了離心風(fēng)機(jī)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。當(dāng)流量大于設(shè)計流量時，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，風(fēng)機(jī)迎角為負(fù)。采用瞬態(tài)數(shù)值方法對新設(shè)計的風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動進(jìn)行了數(shù)值模擬。在瞬態(tài)計算結(jié)果穩(wěn)定后，風(fēng)機(jī)采用FW-H模型計算了設(shè)計風(fēng)機(jī)的氣動噪聲，遠(yuǎn)場噪聲值為58dB。