针对9-26风机具体实例,本文采用结构化网格进行数值模拟,并利用Autogrid软件提供的H型网格自动生成功能生成进水口和叶轮的终网格。9-26风机其他部分的网格生成是通过先划分区域,然后手动划分网格来完成的。边界及初始条件1)集热器入口设为入口边界,叶轮出口设为出口边界,叶轮前盘、后盘和叶片的实体壁设为实体壁,转轮边界面与下一周期转轮边界面之间的连接设为PE。三元匹配连接,循环数设为12。设定9-26风机初始静压P=1.01325*105pa,初始温度t=293K,轴向入口速度=18m/s,所有旋转壁(如前盘、后盘、叶轮叶片等)的输入速度n=1450r/min,其他非旋转壁(如蜗壳)的输入速度为零。由于流道内轴流分布不均匀,叶轮前后盘不一致,为便于比较分析,沿叶轮圆周做了A、B两段。叶轮通道内的速度和压力分布用云图和矢量图表示。给出了开槽角度对风机性能的影响。给出了叶片开槽角度对风机总压和效率的影响结果。叶片开槽使风机的总压和效率增加,但总压明显增加,效率增加不大。当叶轮旋转直径增加到490m时,改进后的风机总压力增加到4765pa,相应的风机运行力矩增加到4。其中,方案7的压力和效率增加较大,总压增加3.87%,效率增加0.15%。
9-26风机的矩形截面蜗壳成型时,蜗壳侧壁只需用钢板切断,在滚筒上滚动即可。加工制造方便。因此,选择离心风机常用的矩形截面蜗壳作为风机蜗壳截面的设计依据。介绍了蜗壳型线的设计方案。采用等循环法完成了蜗壳型线的设计,选择等边单元法进行了蜗壳型线的近似绘制。边界及初始条件1)集热器入口设为入口边界,叶轮出口设为出口边界,叶轮前盘、后盘和叶片的实体壁设为实体壁,转轮边界面与下一周期转轮边界面之间的连接设为PE。
9-26风机蜗壳外形参数的选择
蜗壳宽度的选择和蜗壳较佳宽度的选择并没有给出一种固定的计算方法。建议蜗壳B的宽度为叶轮出口宽度的2-5倍[52-54]。蜗壳的宽度也可通过公式确定。由式计算的蜗壳宽度为0.069m~0.099m,b值为0.72m,为风机叶轮出口宽度的6倍。通过对设计风机的建模和数值计算,当壳体厚度为叶轮出口宽度的6倍时,效率低,流量大,总压低。与样机的内部流程相比,该流程有了很大的改进,效率也有了很大的提高。因此,根据9-26风机的数值计算和文献综述的结果,蜗壳宽度是叶轮出口宽度的4倍,即b为0.48m。
9-26风机模型训练完成后,将测试数据应用到所建立的模型中,验证模型的有效性。如果所建立的9-26风机模型满足建模的停止条件,则应用该模型。如果建立的模型不能满足建模的停止条件,则需要收集更多的数据进行模型训练。本文选取RBF核函数作为LSSVM的核函数。通过网格搜索方法得到核参数。煤矿主通风机采用离心风机。本文以离心风机为研究对象。采用LSSVM算法建立了风机性能预测模型,验证了该方法的有效性。为了减少9-26风机蜗舌与叶轮间隙过大造成的流量损失,第三种改进方案适当减小了蜗舌与叶轮间隙。9-26风机模型培训和测试样本从现场分布式控制系统中获得。采用lhs法,从离心风机稳定运行区选取100组数据进行模型培训,选择50组试验数据进行模型验证,模型培训的停止条件为rmse<0.05。9-26风机利用MATLAB实现了上述模型。图3显示了具有不同训练样本数的预测模型的RMSE。从图3可以看出,随着训练样本的增加,预测模型的RMSE值不断下降,终趋于稳定。当训练样本数为30时,模型满足训练停止条件。当模型满足停止条件时,即使使用30个训练样本,模型的预测值也与实际值进行比较。由图4可以看出,该模型能较好地预测离心风机的出力,预测值与实际数据吻合较好。
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