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根據(jù)山東烘干風(fēng)機(jī)優(yōu)化后的參數(shù),可以得到在設(shè)計轉(zhuǎn)速下動葉和靜葉的損失系數(shù)以及落后角隨沖角的變化趨勢,可以看出,損失系數(shù)和落后角隨沖角的變化基本符合風(fēng)機(jī)的流動特性。
山東烘干風(fēng)機(jī)采用優(yōu)化后的損失和落后角模型,對該風(fēng)機(jī)的5 條特性線進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果如圖5 所示。從圖中可以看出,修正后的一維計算結(jié)果與實驗結(jié)果之間的較大誤差不到2%。
( 1) 對某單級動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī),本模型的數(shù)值計算結(jié)果已經(jīng)與實驗的計算結(jié)果進(jìn)行了對比,證明了經(jīng)過優(yōu)化后的模型能夠正確模擬得到該風(fēng)機(jī)的氣動性能,體現(xiàn)了其可靠性和準(zhǔn)確性,因此,只要能給定準(zhǔn)確的設(shè)計點和某一轉(zhuǎn)速下的非設(shè)計工況點,經(jīng)過優(yōu)化后,本模型就能準(zhǔn)確預(yù)測得到其它安裝角下的氣動性能。山東烘干風(fēng)機(jī)采用優(yōu)化后的損失和落后角模型,對該風(fēng)機(jī)的5條特性線進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果如圖5所示。
( 2) 根據(jù)優(yōu)化后的損失和落后角模型能夠較為合理地得到轉(zhuǎn)子和靜子的損失隨著葉片負(fù)荷的變化情況。導(dǎo)葉數(shù)目對軸流風(fēng)機(jī)的性能、葉片靜力結(jié)構(gòu)及振動等均有一定影響。
針對某660MW 機(jī)組配套的兩級動葉可調(diào)軸流一次風(fēng)機(jī),借助Fluent 進(jìn)行流體數(shù)值模擬,研究導(dǎo)葉數(shù)目改變對風(fēng)機(jī)性能的影響,并選出較優(yōu)方案三。山東烘干風(fēng)機(jī)利用Workbench 軟件進(jìn)行流固耦合計算得出對葉片靜力結(jié)構(gòu)及振動的影響。研究表明: 導(dǎo)葉數(shù)目減少方案風(fēng)機(jī)性能明顯優(yōu)于導(dǎo)葉數(shù)目增加的方案,其中方案三為改型性能較佳的方案,改型后的方案其軸功率有所增大、耗電量有所增加; 方案三的葉片應(yīng)力、總變形和振動與原風(fēng)機(jī)基本一致,可以得出離心力對葉片靜力結(jié)構(gòu)和振動起決定性作用,氣動力影響較小的結(jié)論; 方案三葉片的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于一階臨界轉(zhuǎn)速,山東烘干風(fēng)機(jī)葉片的較大應(yīng)力小于許用應(yīng)力,均滿足設(shè)計使用要求。在谷底溫度變化過程中,山東烘干風(fēng)機(jī)通風(fēng)后谷底較低溫度是由于與冷空氣的密切接觸,提高了通風(fēng)冷卻效果。
(1)山東烘干風(fēng)機(jī)葉頂間隙超差對失速點壓力偏差和風(fēng)機(jī)效率偏差有顯著影響。
(2)葉頂間隙與失速點壓力偏差的相關(guān)系數(shù)為-0.99,即葉頂間隙越大,失速點負(fù)壓偏差越大,實際失速線向下偏離理論失速線的程度越嚴(yán)重。
(3)葉尖間隙與效率偏差的相關(guān)系數(shù)為-0.93。
葉尖間隙與效率也有很強(qiáng)的相關(guān)性,也就是說,葉尖間隙越大,負(fù)效率偏差越大。以葉片角度可調(diào)、葉片角度固定的對旋軸流風(fēng)機(jī)葉輪為研究對象,建立了兩種葉輪的三維模型,并引入ANSYS進(jìn)行計算模型分析。得到了兩個山東烘干風(fēng)機(jī)葉輪的前六種振型。葉片變形量較大,尤其是葉片頂部,通過角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),葉片變形量略有增加。利用LMS模態(tài)試驗軟件得到了兩個葉輪的前六個固有頻率。通過比較發(fā)現(xiàn),葉片角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使葉輪的固有頻率略有增加,山東烘干風(fēng)機(jī)葉輪的固有頻率避開了電機(jī)的頻率,在正常運(yùn)行時不產(chǎn)生共振。葉輪是旋轉(zhuǎn)軸流風(fēng)機(jī)的重要部件。其安全性和可靠性直接影響到風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。一方面,葉輪的模態(tài)分析可以得到結(jié)構(gòu)的固有頻率,使葉輪的工作頻率遠(yuǎn)離其固有頻率,有效地避免了共振引起的疲勞損傷;另外,針對一次風(fēng)機(jī)1B多次失速,經(jīng)檢查,風(fēng)機(jī)入口消聲器多孔板鉚釘松動,減小了通道面積,使一次風(fēng)機(jī)落入失速區(qū),通過加強(qiáng)消聲器消除了失速故障。另一方面,可以得到葉輪機(jī)構(gòu)在不同頻率下的振動模態(tài)。變形較大的區(qū)域可能出現(xiàn)裂紋、松動、零件損壞等,變形較小。該地區(qū)在工作中相對穩(wěn)定。
在風(fēng)機(jī)葉片斷裂的正常運(yùn)行過程中,軸流風(fēng)機(jī)普遍受到離心力和動應(yīng)力的影響。前者由于葉輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生離心現(xiàn)象,后者則導(dǎo)致葉片彎曲現(xiàn)象。通常情況下,軸流風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中長期處于失速狀態(tài)是造成風(fēng)機(jī)葉片斷裂的主要原因。由于軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行中存在旋轉(zhuǎn)失速問題,此時轉(zhuǎn)輪屬于失速區(qū),會導(dǎo)致山東烘干風(fēng)機(jī)葉片的背壓和前壓發(fā)生不同程度的變化,導(dǎo)致葉片原始受力情況發(fā)生變化。如果風(fēng)機(jī)葉片斷裂,將嚴(yán)重影響整個軸流風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中的質(zhì)量。軸承溫度高也是電廠軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的一個常見障礙。導(dǎo)致軸流風(fēng)機(jī)軸承溫度升高的主要原因有三個。個原因是潤滑不良。湍流模型采用Les模型,子格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型。
當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行中使用的潤滑油量小于規(guī)定值時,會導(dǎo)致軸承箱和原有內(nèi)部潤滑油之間的潤滑油交換不足。山東烘干風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中會出現(xiàn)異常升溫現(xiàn)象。第二個原因是冷卻風(fēng)扇的影響。造成這個問題的主要原因是引風(fēng)機(jī)的煙溫通常比較高。如果使用后不及時處理,軸承溫度會異常升高。因此,使用后必須注意冷卻整個機(jī)器,避免因冷卻器內(nèi)容物少而導(dǎo)致冷卻不足的問題。第三個原因是軸承箱的影響。軸承箱在使用前通常需要根據(jù)社會要求進(jìn)行組裝。軸承箱內(nèi)缸與軸承外套之間的間隙要求很高。由于二者之間的間隙過小,引風(fēng)機(jī)軸承熱膨脹后,容易對山東烘干風(fēng)機(jī)軸承的徑向和軸向膨脹位移產(chǎn)生一定的影響,導(dǎo)致摩擦力增大,軸承溫度異常升高。結(jié)果:采用軸流風(fēng)機(jī)吸風(fēng)負(fù)壓通風(fēng),冷風(fēng)通過倉底通風(fēng)口進(jìn)入倉內(nèi),由下至上通過軸流風(fēng)機(jī)出口排出倉外。
山東烘干風(fēng)機(jī)葉片穿孔抑制了兩級葉輪葉尖排流和非工作面渦流的產(chǎn)生和脫落,降低了該位置的聲功率級。
穿孔后,改善了山東烘干風(fēng)機(jī)葉片周圍的流場,降低了兩級葉片通過頻率的聲壓級,相應(yīng)地降低了旋轉(zhuǎn)噪聲。
山東烘干風(fēng)機(jī)葉片穿孔后,整個頻率范圍內(nèi)的A聲級有不同程度的下降,中低頻段的下降幅度較大,而高頻段的下降幅度較小。穿孔后,寬帶噪聲成為主要噪聲源。風(fēng)扇式軸流風(fēng)機(jī)在糧食通風(fēng)冷卻中的節(jié)能效果。
采用軸流風(fēng)機(jī)對儲糧進(jìn)行降溫實驗,達(dá)到通風(fēng)降溫的目的,實現(xiàn)儲糧的節(jié)能、環(huán)保和安全儲糧。結(jié)果:采用軸流風(fēng)機(jī)吸風(fēng)負(fù)壓通風(fēng),冷風(fēng)通過倉底通風(fēng)口進(jìn)入倉內(nèi),由下至上通過軸流風(fēng)機(jī)出口排出倉外。谷堆由下向上依次減小,冷卻梯度和變化趨于平衡。結(jié)論:風(fēng)機(jī)型小功率軸流風(fēng)機(jī)在通風(fēng)運(yùn)行中采用低速間歇通風(fēng)。通風(fēng)時間比大功率離心風(fēng)機(jī)長,但通風(fēng)能耗低,水損失小。山東烘干風(fēng)機(jī)換氣周期為10月11日至1月22日。運(yùn)行過程中,大氣溫度10℃,低-29℃,大氣濕度58%。通風(fēng)間隔內(nèi)嚴(yán)格按照《儲糧機(jī)械通風(fēng)技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。在室內(nèi)外溫差大于8C,室外濕度小的情況下,通風(fēng)間歇,有利于干冷天氣??偼L(fēng)23天,共552小時,平均降溫15.3℃,通風(fēng)結(jié)束時,倉庫溫度-14.0攝氏度中、上粒溫度為-2.3攝氏度、中、低晶粒溫度為-9.7攝氏度,較低為-25.5(?山東烘干風(fēng)機(jī)葉片穿孔抑制了兩級葉輪葉尖排流和非工作面渦流的產(chǎn)生和脫落,降低了該位置的聲功率級。)c,平均堆糧溫度為-6.1攝氏度