离心引风机货真价实
作者:山东冠熙2020/4/9 8:56:56









本文以离心引风机为研究对象,对4 种组合方式的消声蜗壳进行了试验测量,研究了每一种组合的降噪效果及对风机气动性能的影响。试验在符合ISO3745 标准的半消声室中进行,其四周墙壁及屋顶均装有消声尖劈,消声室截止频率100 Hz,本底噪声为26 dB( A) 。试验装置和测试系统按照***标准GB/T1236-2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》和GB/T2888-91《离心引风机和罗茨鼓风机噪声测量方法》的要求设计、制造、测试。离心引风机进气口端连接符合GB/T 1236 规定的风机性能试验进气试验装置。本文研究的目的在于针对工业生产中常用的离心式风机运行中易于发生的振动现象进行研究和可采取的处理措施,应该能对生产一线中从事此类设备管理和维修的人员提供借鉴意义。使用智能压力风速风量仪测出PL3 位置的静压和PL5 处的流量压差,然后再根据其他测量的数据算出风机全压和静压试验装置。



试验采用进口堵片方式调节流量,从大流量至小流量共选取8 个工况点,分别测试每个工况点的风机流量、压力、功耗和噪声。***后计算风机标况下流量、全压、全压效率、总A 声级。本试验风机的结构简图,在风机蜗板和前后盖板上可分别固定穿孔钢板,穿孔板与蜗壳本体之间形成10 mm 的空腔,空腔内填充超细玻璃棉,形成消声蜗壳。以此形成4 种消声蜗壳组合: A 组合,周向蜗板有消声层;B 组合,蜗壳后盖板有消声层; C 组合,周向蜗板和后盖板有消声层; D 组合,周向蜗板和前盖板有消声层。选用的穿孔板采用板厚1 mm,孔径6 mm,穿孔率约为22%。但对大型除尘离心风机总体来看,采用该结构大大减少制造难度和加工成本,提高了经济效益。各种加装吸声结构组合,风机蜗壳内部的通流结构尺寸和原风机一致。




以离心引风机蜗壳与叶轮出口在半径方向上的间距随方位角线性递增来优化蜗壳型线,并用试验证明了良好的蜗壳型线不仅能提高风机效率及全压,还能改变流量-压力曲线的变化趋势;同样由图6效率曲线对比图可知,加进气箱后风机整体效率降低,与原始离心引风机相比其***区域比较窄,缩短了工作区域,且加进气箱后较优工况点向小流量区偏移。BEENA等[11]通过应用层次分析法(AHP),对蜗壳的重要几何参数进行了优先排序,阐明了各参数对离心风机性能的影响;离心引风机采用3种不同流量的五孔探头,测量了风机蜗壳内流体的三维流动,得出传统一维蜗壳型线设计方法忽略了风机内部严重的泄漏情况,应根据流体实际流动进行修正的结论。本文在传统蜗壳型线设计理论基础上,以某抽油烟机用多翼离心风机为研究对象,



离心引风机采用动量矩修正方法对其进行性能优化。并考虑粘性应力的作用对原有k-ε计算模型进行修正,以期提高数值计算结果的准确度,为CFD数值模拟预测风机性能的可靠性提供参考。多翼离心风机由进口集流器、叶轮及蜗壳组成,具体结构如图1所示。其设计转速n=1200r/min,设计流量Qv=0.15m3/s,主要尺寸参数为:离心引风机蜗壳宽度b1152mm,叶轮内径1D210mm,叶轮外径2D246mm,叶片进口安装角178A,叶片出口安装角2160A,叶片圆弧半径r14mm,叶片数z60。由图7可知,加进气箱不仅降低了风机的全开流量,其全压也有所减少。为了提供更好的来流条件,给定较为准确的边界条件,本研究在利用Solidworks软件对风机进行三维建模时,分别将进风区域和出风区域进行延长处理,以保证进出口气体的流动充分发展。另外,为了方便模型的建立,在尽量减小数值模拟误差的前提下对电动机结构进行一定程度的简化,





将建立好的离心引风机三维模型导入ICEM 软件进行混合网格的划分。其中进出口和叶轮区域采用结构化网格,而蜗壳部分由于其内部结构复杂,尤其是电动机周围结构并非规则模型,故采用适应性较强的非结构化四面体网格,具体网格如图3 所示。综合考虑动静耦合区域对数值模拟预测结果的影响,在进行网格划分时,对边界层进行加密处理,其较低网格质量雅克比[14]在0.3 以上。为了保证数值计算结果的准确性,避免网格误差对其模拟结果造成影响,对离心引风机进行网格无关性验证,如表1 所示。综合考虑计算精度和计算效率可知,当网格数为25 万左右时预测结果较为合理,***终确定整个计算域的网格数为2513558。试验结果表明:相比原风机,蜗壳周向板与后盖板同时加装吸声材料效果较好,设计工况下A声级能够降低7.2dB(A),在小流量工况下,吸声蜗壳的降噪效果变差。k-ε 模型作为***为普遍有效的湍流模型,能够计算大量的各种回流和薄剪切层流动,被广泛应用于各类风机的数值求解计算中。



由于有梯度扩散项,模型k-ε 方程为椭圆形方程,故其特性同其他椭圆形方程,需要边界条件:离心引风机出口或对称轴处k / n0和/ n0。但上述边界条件只针对高雷诺数而言,在固体壁面附近,流体粘性应力将取代湍流雷诺应力,并在临近固体壁面的粘性底层占主要作用。而多翼离心风机由于结构尺寸小、相对马赫数低,气体黏性力在流体流动过程中起重要作用,因此,在实际运用过程中,标准k-ε 模型由于未充分考虑粘性力的影响,导致计算模型出现偏差。运用Visual C 将上述修正函数编写为UDF代码,并导入Fluent 内置Calculation module。为符合实际运行状态,离心引风机进出口边界条件设置为压力入口和压力出口,出口压降与动能成正比,从而避免在进口和出口定义一致的速度分布[15]。消声蜗壳为A组合形式时与原风机的出口A声级随流量变化的对比图。***后以CFD 计算的定常结果作为初始条件,进行非定常数值计算。



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