整機(jī)壓力云圖分布

通過Fluent 軟件對(duì)掘進(jìn)工作面離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行流場(chǎng)數(shù)值模擬，模擬得出在同流量下，加米字集流器和普通集流器離心風(fēng)機(jī)壓力云圖可以看出，風(fēng)機(jī)靜壓從進(jìn)口至出口逐漸增大，在蝸殼外達(dá)到較大。加米字集流器風(fēng)機(jī)進(jìn)口靜壓明顯高于普通集流器離心風(fēng)機(jī)， 其較大靜壓達(dá)到2 510 Pa，普通集流器達(dá)到1 440 Pa；加米字風(fēng)機(jī)的全壓較大可達(dá)5 860 Pa，而普通集流器較大達(dá)到4 260 Pa。

離心風(fēng)機(jī)集流器的壓力用Tecplot 軟件對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行后處理，可以對(duì)離心風(fēng)機(jī)集流器的受壓進(jìn)行對(duì)比分析。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場(chǎng)受壓分布所示， 離心風(fēng)機(jī)米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa，到集流器出口達(dá)到-18 000 Pa，壓差10 000 Pa；普通圓弧形集流器入口壓力為-8 000 Pa，到集流器出口達(dá)到-16 000 Pa，壓差8 000 Pa，小于米字形集流器。同時(shí)也可以看出，加米字形集流器壓力梯度變化趨勢(shì)比普通圓弧形集流器平緩，對(duì)穩(wěn)定進(jìn)口氣流，保證氣流的均勻及穩(wěn)定有更明顯的作用。

針對(duì)離心風(fēng)機(jī)有無進(jìn)氣箱兩種結(jié)構(gòu)形式，建立了兩種計(jì)算模型，利用CFX 軟件對(duì)兩種模型進(jìn)行數(shù)值模擬，研究其內(nèi)部三維流場(chǎng)特性，4-79離心風(fēng)機(jī)，基于數(shù)值模擬結(jié)果分析了進(jìn)氣箱對(duì)離心風(fēng)機(jī)的性能影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明：加進(jìn)氣箱后，離心風(fēng)機(jī)的全開流量與壓力有所降低，縮短了有效工作區(qū)域；在離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部葉輪進(jìn)口處產(chǎn)生渦旋現(xiàn)象，堵塞了葉輪流道，使風(fēng)機(jī)的效率和壓力降低。數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值對(duì)比是比較吻合。進(jìn)氣箱是離心風(fēng)機(jī)重要的組成部分，主要應(yīng)用于大型離心風(fēng)機(jī)與雙吸離心風(fēng)機(jī)。進(jìn)氣箱在其出口處氣體發(fā)生近90°轉(zhuǎn)彎，內(nèi)部流場(chǎng)十分復(fù)雜，并造成很大的流動(dòng)損失。其出口速度的不均勻性對(duì)離心風(fēng)機(jī)性能影響明顯，有必要對(duì)其特性進(jìn)行研究。A.G.Sheard通過研究加進(jìn)氣箱的通風(fēng)機(jī)，在離心風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口加導(dǎo)流板控制葉輪進(jìn)口的非均勻氣流，結(jié)果表明在葉輪進(jìn)口加導(dǎo)流板能夠提高風(fēng)機(jī)的全壓，并得出了葉片根部斷裂的原因。使用三維粒子動(dòng)態(tài)分析儀（3D-PDA）對(duì)大型風(fēng)機(jī)進(jìn)氣箱內(nèi)部三維氣體流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，揭示了其內(nèi)部流動(dòng)的基本特征，為了解進(jìn)氣箱流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和流動(dòng)機(jī)理提供了依據(jù)。

消聲蝸殼對(duì)離心風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響原風(fēng)機(jī)與不同消聲組合試驗(yàn)所得的氣動(dòng)性能對(duì)比如圖3 所示。試驗(yàn)結(jié)果表明: 由于穿孔板相對(duì)于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力，導(dǎo)致加裝穿孔板后的風(fēng)機(jī)壓力和效率在整個(gè)測(cè)試工況范圍內(nèi)都有不同程度的降低。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同，當(dāng)額定轉(zhuǎn)速為3 800 r /min，在設(shè)計(jì)工況下，A 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約16．0 Pa，效率下降了約1．28%; B 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約5．0 Pa，離心風(fēng)機(jī)效率下降了約0．9%; C 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約36．8 Pa，效率下降了約3．18%; D 組合改進(jìn)風(fēng)機(jī)全壓降低了約45．8 Pa，效率下降了約3．28%。

主要由于安裝穿孔板的面積不同，導(dǎo)致不同消聲組合方式的摩擦損失不同。B 組合即只在風(fēng)機(jī)后蓋板上安裝穿孔板，風(fēng)機(jī)壓力損失小。不同工況下，風(fēng)機(jī)壓力和效率損失也不相同，在設(shè)計(jì)工況及偏大流量工況下，南通離心風(fēng)機(jī)，離心風(fēng)機(jī)壓力和效率損失較大，效率也同步降低。主要原因是大流量工況下，蝸殼內(nèi)部氣流速度較高，氣流與穿孔板之間的摩擦損失增加。消聲蝸殼為A 組合形式時(shí)與原風(fēng)機(jī)的出口A聲級(jí)隨流量變化的對(duì)比圖?？梢钥闯?，4-73離心風(fēng)機(jī)，不同工況下，A 型消聲蝸殼的降噪效果不同，離心風(fēng)機(jī)在額定工況點(diǎn)附近，降噪效果好; 在大流量工況下，降噪效果變差，這主要因?yàn)榇罅髁壳闆r下，蝸殼內(nèi)氣體流速較大，濱州離心風(fēng)機(jī)，而氣體流速對(duì)吸聲材料的吸聲效果影響很大; 在小流量工況下，風(fēng)機(jī)流動(dòng)惡化，風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大，導(dǎo)致振動(dòng)噪聲很大以致降噪效果反而變差。與原風(fēng)機(jī)相比，在額定工況點(diǎn)A 聲級(jí)降低約4．5 dB( A) ，在大流量工況下，A 聲級(jí)降低約3．6 dB( A) ，在小流量工況下，A 聲級(jí)降低約1．9 dB( A) 。

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