叶顶间隙对高温烘箱风机性能影响的计算值r在-1,1范围内,r>0为正相关,r<0为负相关,r的值表示各变量之间的相关程度。一般认为,当r的值大于0.8时,两个变量之间有很强的相关性。根据上述定义,分别讨论了叶尖间隙对风机效率和失速特性的影响,并验证了叶尖间隙与上述两个性能参数的关系。比较了叶尖间隙对风机效率和失速特性的影响,以及叶尖间隙与失速点偏差、效率偏差的关系。从表中可以看出,高温烘箱风机理论失速点与实际失速点的压力偏差大,效率偏差也大。改造方案成组减少或者增加导叶片,其中导叶数目减少为方案一至方案三,导叶数目增加为方案四至方案六。为了定量研究叶顶间隙与压力偏差、失速点效率偏差的关系,计算得到了叶顶间隙与压力偏差、失速点效率偏差的相关系数:
(1)高温烘箱风机叶顶间隙与压力偏差、失速点效率偏差的相关系数。失速点压力偏差为-0.99,即叶尖间隙越大,失速点负压偏差越大,实际失速线与理论失速线相对应。线越向下偏离。
(2)高温烘箱风机叶尖间隙与效率偏差的相关系数为-0.93。叶尖间隙与效率也有很强的相关性。也就是说,叶尖间隙越大,负效率偏差越大。通过对相关系数的研究,可以发现叶尖间隙与失速点压力偏差、效率偏差之间有很强的相关性。
通过模态试验,测量了对高温烘箱风机壳体的阶固有频率。风扇基频的第四个频率与壳体的第五个固有频率相似。应通过优化风机结构来避免共振。在额定工况下,当风机在效率点运行时,通过实验测量了不同位置和方向的振动。结果表明,风机进出口振动较小,其振动频率主要是风机基频的倍频。两级叶轮和电机振动较大,高温烘箱风机主要是由流场气动力引起的高频宽带振动引起的。风机顶部的水平振动较为严重。可以考虑在顶部安装一个减震器以减少振动。随着对旋风机的广泛应用,风机的振动和噪声除性能外,越来越受到人们的重视。通常,在测量水平、垂直和轴向位置的较大振动位置时,应考虑到振动源。一方面,当风机正常运行时,两个叶轮的转速高达2900r/min。
即使轻微振动也会引起轴弯曲、轴承磨损、紧固件松动等问题,严重影响风机的使用寿命。另一方面,强烈的振动和伴随的噪声使地下工作环境恶化。高温烘箱风机的振动与许多因素有关。当其自身结构或电机等外部激振力不合理时,会发生强烈共振;由于温差的存在,在晶粒温度较高的部位容易出现露水现象,且四角不易受外界低温影响,温度较高。当两级叶轮向后旋转时,会改变两级叶轮之间的流动方向,产生强烈冲击;当高温烘箱风机内部流场复杂时,会产生紊流和气流,从而使旋转风机的性能下降。l分离的涡流会引起不同程度的振动。.无论是电机振动、机械振动还是空气动力振动都会以力的形式激励壳体,导致壳体振动。因此,高温烘箱风机壳体的模态试验可以避免外界激振力的固有频率,从而有效地避免共振。采集风机壳体在工作状态下的振动信号,分析振动原因,提出相应的解决方案,对风机故障诊断和提高矿井工作环境质量具有重要意义。
以矿井对旋轴流局部通风机为研究对象,进行了风机叶片的穿孔设计,建立了高温烘箱风机叶片穿孔前后风机的总体模型,并进行了稳态、非稳态模拟和噪声预测。结果表明,叶片穿孔能有效地***叶片非工作面叶尖泄漏和涡流的产生和脱落,从而降低了两级叶轮通过频率的声功率级和声压值。宽带噪声是穿孔后的主要噪声源。对旋轴流风机存在振动大、噪声大的问题。由于煤矿工作的性质,风机必须始终处于运行状态,以保证井下有足够的新鲜空气。持续的高温烘箱风机噪音会让地下工作者感到分心,无法集中注意力。严重的噪音会对人的听力、视力、***系统等造成伤害。较大的振动和噪声也会影响风机结构的稳定性,降低其使用寿命。研究高温烘箱风机噪声产生的原因及其防治方法,对提高井下工作环境质量,保证矿井安全生产具有重要意义。方开祥模拟了一台小型散热风扇的流场,设计了叶片的穿孔。穿孔后,风机的声压级降低,证实了降低穿孔噪声的可行性。张启顺研究了风机叶片数相匹配时,风机内流场和声功率级的变化。对高温烘箱风机不同流量下产生噪声的原因。实验结果与数值模拟结果的比较验证了模拟的正确性。噪声测点距风机出口表面中心1米,测点与出口中心点的连接线距出口表面45度。因此,利用多孔叶片模型对风机的噪声进行模拟,可为风机降噪提供参考。
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