离心风机的瞬态计算方法采用第二章所述的稳态计算方法。计算结果收敛后,将收敛结果作为瞬态计算的初始值。湍流模型仍然是sstk_uuu。采用隐式分离法求解离散方程。高压离心通风机的压力修正采用简单算法进行。对流项采用二阶迎风格式离散,扩散项采用二阶中心格式离散,时间项采用二阶隐式格式离散。时间步长由公式确定。目前,只有一些简单的流动机理可以研究,如室内空气流动、静水中的气泡上升、颗粒与筒体在流动过程中的碰撞磨损等。离心风机空气动力噪声的计算离心风机运行时产生的噪声主要包括机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声。离心风机的内部是复杂的三维非定常涡噪声。复杂流场结构与气动噪声的相关性是气动噪声研究中的一个难题。
为了了解三维流场结构对气动噪声的影响,在气动噪声预测中,采用条带理论方法确定叶片表面的气动参数。近年来,风机流场结构的研究取得了很大进展。在风机气动噪声预测中,建立了相应的物理模型和数学模型,介绍了复杂流场的数值模拟技术,进行了考虑三维流场的气动噪声预测计算,研究了流场结构对高压离心通风机气动噪声的影响。讨论了如何有效地控制风机内部流量,降低风机噪声。高压离心通风机采用多耦合仿生设计和数值计算方法,研究了仿生叶片的降噪机理。结果表明,仿生叶片的锯齿后缘结构可以有效地改变叶片后缘脱落涡的结构和频率,从而减小叶片表面的压力波动和气流对叶片前缘的影响,使A计权声压级提高。短叶片为截短半径的前叶片,其余部分与长叶片结构相同,所有叶片出口安装角度为140度。风机的EL可降低2.1db。Seung-heo等人[64]将叶片的线性后缘改为S形后缘,结果表明,S型后缘叶片能有效地降低空调风机的噪声,使高压离心通风机噪声降低到2.2dB左右。当S型后缘角为5度,叶片倾角适当增大时,可有效降低空调风机噪声。
研究结果表明,高压离心通风机叶片结构复杂,不仅使风机难以加工,而且增加了风机内部的流动损失,降低了风机的效率。为了提高高压离心通风机的总压和效率,对斜槽离心风机进行了改进和设计。采用数值计算方法对斜槽离心风机的内部流动进行了分析,并根据内部流动规律进行了相应的改进和设计工作。通过查阅大量的离心风机优化设计文献,深入了解风机不同结构参数对风机内部流动特性的影响,并采用数值计算方法建立风机三维模型,划分网格,高压离心通风机采用N-S方程,结合W。利用SSTK-U湍流模型,模拟了斜通道风机的原型。通过对样机计算结果与原始测量数据的比较,详细分析了SSTK-U湍流模型的精度,为离心风机数值计算选择湍流模型提供了良好的参考。通过观察风机不同截面的等值线和流线图,分析了风机的内部流动特性,为离心风机的改进提供了思路。当叶轮旋转直径增加到500m时,风机总压力增加到4835pa,但风机扭矩相应增大,风机效率降低。在斜槽离心风机样机的基础上,提出了三种改进方案:向内延长风机短叶片可减少短叶片吸力面分离,提高风机效率2.3%;增大风机叶轮旋转直径可提高总压。风机的压力值,效率基本不变,增大蜗壳舌与风机叶轮之间的间隙,可使风机总压值提高到4711pa,效率提高2.1%。
高压离心通风机的设计方法,对所设计风机的稳态计算结果进行了分析。在离心风机设计完成后,根据具体设计参数建立了离心风机的三维模型。第三章采用样机的数值计算方法,对设计工况下的风机进行了计算。原型风机和斜槽风机的比转速分别为13.89和11.08。根据不同的比转速,可对风机进行分类。可以看出,所设计的风机和原型风机属于不同的系列,但在全压、效率等方面都有所提高。(4)通过高压离心通风机性能试验报告和实际运行,引风机改造能满足运行要求,节电效果明显。可以证明第四节风机的设计方法是正确合理的。通过对设计高压离心通风机的数值计算参数与风机初始设计值的比较,可以看出设计风机的总压值高于设计目标,效率为68%,效率比原型风机高19.9%,总压值由4626提高到4626。PA至5257PA,均满足合作单位的性能要求。
可以看出,高压离心通风机样机长、短叶片的吸力面不仅产生分离现象,而且产生两个涡,设计工况下设计风机长、短叶片的吸力面存在一些分离现象,但没有明显的分离现象。产生了漩涡。这些方法往往需要复杂的数学计算和重复的实验设计,建模周期长,成本高,存在风机历史运行数据使用不足,造成信息资源浪费等问题。通过比较两种方法的流线图可以看出,所设计的风机的整体流动性能得到了很大的提高,设计的高压离心通风机的效率得到了很大的提高。
设计风机的瞬态计算
为了后期计算风机内部的气动噪声,本文对离心风机内部流场采用瞬态的计算方法进行了数值计算。下面详细介绍风机的瞬态计算过程。
瞬态计算过程中,每一个时间步内相当于计算一个稳态过程。因此在每一个时间步内都需要保证计算达到收敛。(1)满负荷风机数据试验:锅炉满负荷运行时,炉内氧含量维持在2。瞬态计算过程中存在内迭代的概念,内迭代与稳态求解的的迭代具有相同的原理。内迭代次数可以在模型树节点Run Calculation面板通过参数Max Iteration/Time Step来设置。
版权所有©2024 产品网