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幾何模型建立與網(wǎng)格劃分
計(jì)算模型采用掘進(jìn)工作面4-72-5.6A 防爆防腐蝕的離心式通風(fēng)機(jī),其主要參數(shù):電機(jī)功率22 kW,轉(zhuǎn)速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全壓4 152~2 330 Pa。其主要由進(jìn)風(fēng)口、集流器、葉輪和蝸殼組成。
離心式風(fēng)機(jī)集流器中添加了米字形結(jié)構(gòu)與環(huán)形擋環(huán)。風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且葉片外形不規(guī)則,因此生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格比較困難,相反非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格適應(yīng)能力強(qiáng),高壓離心式風(fēng)機(jī),在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)有利于網(wǎng)格的自適應(yīng)。
因此離心式風(fēng)機(jī)采用四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。使用ANSYS 軟件中的CFD 軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,加米字形集流器模型網(wǎng)格數(shù)1 072 503,網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)184 910;普通圓弧形模型網(wǎng)格數(shù)1 296 832,網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)223 847。以離心風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)工作面環(huán)境下的運(yùn)行工況為依據(jù),進(jìn)行離心式風(fēng)機(jī)參數(shù)設(shè)置:流量取22 806.54 m3/h,流速取6.335 15 m/s, 質(zhì)量流量取7.491 3 kg/s。把Pro/E 建立的幾何模型導(dǎo)入Fluent 中并對(duì)幾何模型的邊界條件計(jì)算參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。其中入口類(lèi)型采用速度進(jìn)口,出口設(shè)為壓力邊界條件,本計(jì)算采用的樣機(jī)是礦用式離心風(fēng)機(jī), 出口靜壓可以近似為0,蝸殼內(nèi)壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5,離心式風(fēng)機(jī)廠家,集流器、葉輪、蝸殼等各流體區(qū)域結(jié)合處的公共面采用interface邊界類(lèi)型面,離心式風(fēng)機(jī)價(jià)格, 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤(pán)、后盤(pán)和轉(zhuǎn)軸的內(nèi)外表面一起定義為旋轉(zhuǎn)壁面。環(huán)境壓力為101 325 Pa,取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計(jì)算時(shí)采用SIMPLE 壓力速度耦合方法進(jìn)行。
離心式風(fēng)機(jī)是廣泛應(yīng)用的一種機(jī)械,它的工作原理是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成氣體的壓力能,進(jìn)而排送氣體,在建筑業(yè)、鋼鐵業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有應(yīng)用。金屬葉輪是離心風(fēng)機(jī)的重要組成部分,對(duì)于離心風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行和性能起著決定作用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及技術(shù)的發(fā)展,老舊的離心風(fēng)機(jī)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要。因此,對(duì)離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化成為了人們廣泛關(guān)注的問(wèn)題。離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)金屬葉輪的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的推動(dòng)作用。
本文通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行影響進(jìn)行研究,主要通過(guò)各部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的作用作簡(jiǎn)要分析,青島離心式風(fēng)機(jī),以達(dá)到為保證金屬風(fēng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行提供理論支持的目的。離心風(fēng)機(jī)和金屬葉輪互相影響,互為補(bǔ)充。金屬葉輪是離心風(fēng)機(jī)的重要組成部分,在一定程度上決定著離心風(fēng)機(jī)的性能。同時(shí),離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化又促進(jìn)了葉輪的平穩(wěn)運(yùn)行。離心風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于鍋爐引風(fēng)、中央空調(diào)系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域,為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利。然而離心風(fēng)機(jī)也會(huì)造成大量的能源消耗,必須實(shí)現(xiàn)對(duì)離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,以保證金屬葉輪的平穩(wěn)運(yùn)行,達(dá)到節(jié)約能源的目的。
葉片形狀優(yōu)化對(duì)離心式風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的影響
葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪平穩(wěn)運(yùn)行有著重要的影響。目前很多學(xué)者研究了葉片出口安裝角的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及葉片高度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,但是對(duì)于葉片形狀的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究得較少。氣流在葉片的不同區(qū)域的流動(dòng)有很大的不同。在葉輪前盤(pán),氣流的流動(dòng)方式主要是軸向流動(dòng)。在葉輪的中后盤(pán),氣流的流動(dòng)方式主要是徑向流動(dòng)。通過(guò)這種方式,達(dá)到葉輪前盤(pán)向中后盤(pán)送風(fēng),使葉輪中后盤(pán)出風(fēng)的目的。由此可見(jiàn),通過(guò)對(duì)葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),可以在一定程度上增加葉片的送風(fēng)量以及有效通道的寬度,使得離心風(fēng)機(jī)的效率得到提高,從而保證金屬葉輪的平穩(wěn)運(yùn)行。
離心式風(fēng)機(jī)具有體積小、壓力系數(shù)高等一系列優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用,是人們生產(chǎn)生活中的一種機(jī)器設(shè)備。離心風(fēng)機(jī)主要由集流器、蝸殼、電機(jī)以及葉片四個(gè)部件組成。各部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)離心風(fēng)機(jī)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生活水平的提高,對(duì)離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化越來(lái)越受到人們的關(guān)注。因此本文通過(guò)對(duì)集流器優(yōu)化、蝸殼優(yōu)化、電機(jī)優(yōu)化以及葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化,來(lái)觀察結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后的離心風(fēng)機(jī)對(duì)金屬葉輪穩(wěn)定運(yùn)行的影響,以促進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)工作朝著更完善、更健康的方向發(fā)展。
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