在总结以往研究经验的基础上,以高压离心通风机为研究对象,利用NUMECA软件对不同的叶片开槽方案进行了模拟,比较了不同方案下的风机性能优化,并结合分布确定了叶片开槽的较佳参数。叶轮内部流场。本文对高压离心通风机原叶轮开槽前的内部流场进行了数值模拟。一般情况下,称蜗壳与转轴之间的走漏为外走漏,但由于外走漏的值比较小,一般忽略不计。结果表明,风扇叶片通道的吸力面发生了边界层分离,形成了一个较大的涡流区。后半段通道内,吸力面边界层分离较为严重,高速气流占整个通道宽度的65%左右。因此,可以通过在容易发生边界层分离的叶片端部开一个小间隙来防止边界层分离的产生和发展,从而使流经该间隙的部分流体能够吹走吸入面出口附近的流体。以往的研究表明,狭缝的大小对气流有很大的影响,但在粉尘环境中,狭缝过小(狭缝宽度约为2 mm)可能会被堵塞而失去其功能,这限制了该技术在实际中的应用。因此,为了确保高压离心通风机不发生堵塞,开口处有足够的间隙。考虑到工程实践中操作的方便性,用A的变化来表示缝的位置,用B的变化来控制缝角的大小。比较采用A/C(c为叶片弦长)与B/C的无量纲形式。在计算和优化槽位和槽角时,采用了固定一个比例和调整另一个比例的方法。
离心风机的叶片结构主要包括叶片的形状和叶片的组合。根据叶片出口安装角度的不同,风机可分为前向型、径向型和后向型三种。为了改善叶轮流道内的流动状况,国内外学者对叶轮叶型和叶片结构进行了大量的研究。高压离心通风机采用改进的等边基元法绘制离心风机的蜗壳型线,通过数值计算与实验研究,结果表明采用改进的等边基元法绘制蜗壳型线,不仅可以提高离心风机的效率,还可以降低风机的噪声。2013年,Wu Gengli等人[46]采用“双圆弧段”叶片。通过对叶片与恒速叶片的比较,结果表明,双圆弧叶片离心风机可以获得更宽的稳定工作范围和更高的总压。黄东涛等。高压离心通风机采用长短叶片开槽技术,提高风机总压,降低风机噪音。通过控制高压离心通风机主叶片的数量,增加了主叶片中的短叶片,减少了叶片通道中的回流损失,从而提高了风机的效率。本文在前人研究成果的基础上,根据叶轮流道截面逐渐变化的原理,采用叶片型线成形法,将斜槽风机样机的“多弧S形叶片”改进为“双弧”叶片,并采用双弧拼接的方法,将叶片型线成形为“双弧”叶片。两个部分的叶片剖面详细介绍了风机各部件结构参数的选择和设计过程。
高压离心通风机采用不等边元法绘制蜗壳外形。首先确定了小正方形在绘图中心的边长,确定了蜗壳的绘图半径;绘制的蜗壳外形如图4.6所示。高压离心通风机应用广泛,但由于其叶片结构复杂、叶道较长导致其内部流动损失较大,效率较低。以小正方形边长分别为蜗壳开口A的0.15、0.133、0.1167和0.1倍,根据公式确定高压离心通风机蜗壳轮廓各部分的拉深半径,拉深后即可建立风机的三维模型。风机集尘器的设计是一种气体叶轮导向装置,高压离心通风机集尘器的几何形状和集尘器的安装位置对风机的性能都有影响,影响很大。
集电极的基本类型有圆柱形、圆锥形、圆形和圆锥形。圆柱形集尘器具有较大的流量损失和将气流导入叶轮的能力差,但易于处理。锥形集热器具有较大的流量损失和将流量导入叶轮的能力差。高压离心通风机的圆弧集尘器具有相对较小的流量损失和更好的引导气流进入叶轮的能力。圆弧集热器引导气流进入叶轮后,涡流面积比锥形集热器小得多,减少了风机内部的流动损失。从而提高了带圆弧集热器的风机的效率和全压系数。锥弧集热器在现代风机中得到了广泛的应用。在瞬态计算结果稳定后,利用FW-H模型对设计风机的气动噪声进行了计算。
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