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除塵風機葉片吸力側(cè)形成的低能流積聚的“尾跡區(qū)”,形成“射流-尾流”結(jié)構(gòu)。加進氣箱后,風機葉輪尾緣處的“尾跡-射流”更加的嚴重,風機模型尾跡區(qū)占了比較大的空間,減少了風機流道有效面積。在小流量區(qū),風機內(nèi)部的流場分布發(fā)生偏心現(xiàn)象(C 處),葉輪流道E 側(cè),氣體比較充實,葉輪流道F 側(cè)氣體分布較差,與原始風機內(nèi)部流場分布相比,其除塵風機葉輪流道的充盈性差。離心風機的效率曲線如圖6,無進氣箱情況下在流量為2.82kg/s,壓力為3 106.23Pa 時,達到較率68.64%;加進氣箱后在流量為1.68kg/s,壓力為2 775.54Pa,達到較率59.45%,通過與原始風機對比可知,加進氣箱后其較率降低8.19%。同樣由圖6 效率曲線對比圖可知,加進氣箱后風機整體效率降低,與原始除塵風機相比其區(qū)域比較窄,縮短了工作區(qū)域,且加進氣箱后較優(yōu)工況點向小流量區(qū)偏移。加進氣箱后,離心風機的全開流量降低,與無進氣箱相比,流量降低了16.9%。由圖7 可知,加進氣箱不僅降低了風機的全開流量,其全壓也有所減少。風機性能測試采用C 型試驗裝置對帶進氣箱的離心風機進行了性能測試,測試標準按GB/T 1236-2017《工業(yè)通風機用標準化風道進行性能實驗》執(zhí)行。
整機壓力云圖分布
通過Fluent 軟件對掘進工作面離心風機進行流場數(shù)值模擬,模擬得出在同流量下,除塵風機設(shè)備,加米字集流器和普通集流器離心風機壓力云圖可以看出,風機靜壓從進口至出口逐漸增大,在蝸殼外達到較大。加米字集流器風機進口靜壓明顯高于普通集流器離心風機, 其較大靜壓達到2 510 Pa,普通集流器達到1 440 Pa;加米字風機的全壓較大可達5 860 Pa,而普通集流器較大達到4 260 Pa。
除塵風機集流器的壓力用Tecplot 軟件對模擬結(jié)果進行后處理,可以對離心風機集流器的受壓進行對比分析。加米字形集流器和普通圓弧形集流器內(nèi)部流場受壓分布所示, 除塵風機米字形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達到-18 000 Pa,壓差10 000 Pa;普通圓弧形集流器入口壓力為-8 000 Pa,到集流器出口達到-16 000 Pa,壓差8 000 Pa,環(huán)保除塵風機,小于米字形集流器。同時也可以看出,加米字形集流器壓力梯度變化趨勢比普通圓弧形集流器平緩,對穩(wěn)定進口氣流,保證氣流的均勻及穩(wěn)定有更明顯的作用。
以除塵風機蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來優(yōu)化蝸殼型線,并用試驗證明了良好的蝸殼型線不僅能提高風機效率及全壓,還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢;BEENA等[11]通過應(yīng)用層次分析法(AHP),對蝸殼的重要幾何參數(shù)進行了優(yōu)先排序,闡明了各參數(shù)對離心風機性能的影響;除塵風機采用3種不同流量的五孔探頭,測量了風機蝸殼內(nèi)流體的三維流動,得出傳統(tǒng)一維蝸殼型線設(shè)計方法忽略了風機內(nèi)部嚴重的泄漏情況,應(yīng)根據(jù)流體實際流動進行修正的結(jié)論。本文在傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計理論基礎(chǔ)上,以某抽油煙機用多翼離心風機為研究對象,山東除塵風機,
除塵風機采用動量矩修正方法對其進行性能優(yōu)化。并考慮粘性應(yīng)力的作用對原有k-ε計算模型進行修正,以期提高數(shù)值計算結(jié)果的準確度,為CFD數(shù)值模擬預(yù)測風機性能的可靠性提供參考。多翼離心風機由進口集流器、葉輪及蝸殼組成,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其設(shè)計轉(zhuǎn)速n=1200r/min,設(shè)計流量Qv=0.15m3/s,主要尺寸參數(shù)為:除塵風機蝸殼寬度b1152mm,葉輪內(nèi)徑1D210mm,葉輪外徑2D246mm,葉片進口安裝角178A,葉片出口安裝角2160A,葉片圓弧半徑r14mm,葉片數(shù)z60。為了提供更好的來流條件,濕式除塵風機,給定較為準確的邊界條件,本研究在利用Solidworks軟件對風機進行三維建模時,分別將進風區(qū)域和出風區(qū)域進行延長處理,以保證進出口氣體的流動充分發(fā)展。另外,為了方便模型的建立,在盡量減小數(shù)值模擬誤差的前提下對電動機結(jié)構(gòu)進行一定程度的簡化,
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