烘干供風(fēng)機(jī)優(yōu)化思路

本模型采用Nelder － Mead 的優(yōu)化方法，用于非線性方程針對(duì)多目標(biāo)的優(yōu)化方法，能尋找到全局較小偏差，同時(shí)根據(jù)自變量的增加而線性增加計(jì)算負(fù)荷的大小。由于自變量的變化參數(shù)較多，為了避免出現(xiàn)非物理的優(yōu)化結(jié)果，提高優(yōu)化效率。通過定期維護(hù)，及時(shí)檢查和更換風(fēng)扇滑塊和襯套等易損件，檢查葉柄裝置，潤滑葉柄軸承，旋轉(zhuǎn)維護(hù)液壓缸，清洗油站和更換潤滑油，清洗油冷卻器，調(diào)整適當(dāng)?shù)墓┯蛪毫Α１灸Ｐ偷膬?yōu)化將分為兩個(gè)部分。

烘干供風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)的模型優(yōu)化

在設(shè)計(jì)點(diǎn)，風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場狀況較好，流動(dòng)損失小，。因?yàn)镵och ＆ Smith 的模型考慮了諸多物理因素并被廣泛驗(yàn)證了其合理性，因此不予優(yōu)化。有3 個(gè)參數(shù)需要優(yōu)化: 參考沖角、參考落后角和二次流損失。在一維計(jì)算時(shí)，由于模型中的經(jīng)驗(yàn)公式是從大量壓氣機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取出來的，針對(duì)某一特定的風(fēng)機(jī)幾何尺寸，首先需要對(duì)采用的損失和落后角模型進(jìn)行校驗(yàn)和標(biāo)定。標(biāo)定是根據(jù)風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速990r /min 時(shí)，烘干供風(fēng)機(jī)的安裝角不變情況下的實(shí)驗(yàn)氣動(dòng)性能曲線。烘干供風(fēng)機(jī)葉片穿孔減噪是應(yīng)用穿孔射流抑制非工作面渦流和分離的原理。其次，利用優(yōu)化得到的損失和落后角模型，對(duì)安裝角分別為 10°、 5°、－ 10°、－ 5°的軸流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能進(jìn)行數(shù)值模擬并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，來驗(yàn)證本模型的準(zhǔn)確性和可靠性。因?yàn)楸撅L(fēng)機(jī)并未給定相關(guān)設(shè)計(jì)點(diǎn)的參數(shù)，烘干供風(fēng)機(jī)模型中只能選取設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為990r /min 下率點(diǎn)為設(shè)計(jì)點(diǎn)，選取實(shí)驗(yàn)的氣動(dòng)性能曲線做為優(yōu)化對(duì)象。

加載氣動(dòng)力、離心力后計(jì)算得到烘干供風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉數(shù)目變化后動(dòng)葉的應(yīng)力基本沒有影響，動(dòng)葉吸力面的近葉頂部位等值線沿葉高方向近似呈倒S 分布且應(yīng)力較小; 葉根部分布應(yīng)力較為復(fù)雜，較大值位于葉根中部與輪轂接觸位置，此處是由于承受較大的徑向離心力、垂直于烘干供風(fēng)機(jī)葉片表面的氣動(dòng)力和扭曲的葉型結(jié)構(gòu)共同作用造成; 級(jí)等效應(yīng)力稍微高于第二級(jí)等效應(yīng)力，這是由于離心力沿徑向，而氣動(dòng)力垂直于葉片表面，氣動(dòng)力的作用效果抑制離心力作用效果造成的，但氣動(dòng)力作用效果影響較小; 總變形近似沿對(duì)角線方向由小到大發(fā)生變化，烘干供風(fēng)機(jī)葉根處變形基本為零，較大值變形位于葉頂后緣。由此可知導(dǎo)葉數(shù)目變化后，對(duì)葉片總變形基本沒有影響。在數(shù)值模擬中，以集流器入口和擴(kuò)壓器的出口作為整個(gè)計(jì)算域進(jìn)出口，邊界條件為進(jìn)口速度和自由流出。

烘干供風(fēng)機(jī)在靜應(yīng)力強(qiáng)度分析中，通常選取材料的屈服極限作為極限應(yīng)力，基于第四強(qiáng)度理論對(duì)葉片進(jìn)行強(qiáng)度校核。塑性材料的許用應(yīng)力［σ］= σs /ns，其中σs是材料的屈服極限，ns為材料的安全系數(shù)，一般對(duì)于彈性結(jié)構(gòu)材料加載靜力載荷的情況下，ns = 1. 5 ～ 2。葉片材料為ZL101，其屈服強(qiáng)度σs = 180 MPa，ns = 2，計(jì)算葉片的許用應(yīng)力為90 MPa，而葉片較大等效應(yīng)力的峰值為21. 3 MPa，遠(yuǎn)小于葉片許用應(yīng)力，因此改型后方案三強(qiáng)度仍滿足要求。針對(duì)特殊部位的冷卻效果，采用風(fēng)機(jī)型軸流風(fēng)機(jī)的負(fù)壓通風(fēng)，各點(diǎn)氣流均勻穩(wěn)定。在葉片剛度方面，前面分析知，氣動(dòng)力作用效果對(duì)離心力效果有抑制作用，方案三全壓相對(duì)于原風(fēng)機(jī)有所增大，較大變形有所降低。

烘干供風(fēng)機(jī)葉片斷裂的主要原因是葉片兩側(cè)受力不平衡。在解決這一問題的過程中，首先要提高風(fēng)機(jī)葉片的質(zhì)量。在葉片設(shè)計(jì)和制造過程中，必須非常仔細(xì)地選擇原材料，選用耐腐蝕性和耐壓性強(qiáng)的原材料。為解決風(fēng)機(jī)葉片斷裂問題，應(yīng)盡量避免失速或喘振。由于軸流風(fēng)機(jī)長期處于失速狀態(tài)，容易引起葉片斷裂，也會(huì)對(duì)主要設(shè)備部件造成不同程度的損壞。解決軸承溫度高的問題主要有三種策略：一是合理使用潤滑油和潤滑劑，降低軸承溫度。每臺(tái)烘干供風(fēng)機(jī)所需的潤滑油和潤滑劑的數(shù)量是不同的，所以在使用過程中必須根據(jù)實(shí)際情況加以利用。潤滑油不能用得太少或太多，否則會(huì)導(dǎo)致軸承溫度過高。二是加強(qiáng)引風(fēng)機(jī)的冷卻。高頻頻率是由于葉片在旋轉(zhuǎn)過程中周期性地通過空氣中固定位置的壓力波動(dòng)引起的，等于葉片的旋轉(zhuǎn)頻率乘以葉片數(shù)。有效的方法是在軸承兩側(cè)安裝壓縮空氣冷卻裝置。如果溫度較低，需要關(guān)閉壓縮空氣裝置，這樣可以節(jié)省一些資源。但當(dāng)溫度升高時(shí)，必須打開壓縮空氣裝置進(jìn)行冷卻。第三，軸承箱內(nèi)缸與烘干供風(fēng)機(jī)軸承外套之間的間隙應(yīng)適當(dāng)留出。這就要求設(shè)計(jì)過程中必須進(jìn)行非常嚴(yán)格的測量，并進(jìn)行的計(jì)算，以使兩者之間的間隙合適，不會(huì)影響軸承的運(yùn)行。

液壓潤滑站故障分析及處理措施。液壓潤滑站由油箱、油泵裝置、濾油器、冷卻器、儀表、管路、閥門等組成。油站漏油或調(diào)節(jié)油壓不穩(wěn)定，不僅影響風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能，而且危及烘干供風(fēng)機(jī)的安全。容易發(fā)生的主要故障有：

1）供油壓力達(dá)不到要求：主要原因是單向閥泄漏，油流短路，導(dǎo)致壓力無法維持，應(yīng)檢查并清洗相應(yīng)的單向閥；

2）機(jī)油溫度偏高：主要原因是溫度控制閥的合理選擇，導(dǎo)致冷卻器不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，冷卻效果差，油溫高。當(dāng)出現(xiàn)這種問題時(shí)，可以檢查溫控閥的參數(shù)，一般應(yīng)為29-41攝氏度。

3）接頭漏油：由于導(dǎo)管架安裝不到位，應(yīng)按要求預(yù)縮。管頭應(yīng)伸出5-10 mm，端面應(yīng)平直。風(fēng)機(jī)運(yùn)行中常見問題的處理措施（1）風(fēng)機(jī)運(yùn)行中的振動(dòng)問題。振動(dòng)是風(fēng)機(jī)運(yùn)行中固有的，只要烘干供風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。如果振動(dòng)控制在一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并能安全地用于風(fēng)機(jī)，則振動(dòng)可視為正常運(yùn)行現(xiàn)象。但當(dāng)振動(dòng)達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)造成一定的損壞，甚至造成嚴(yán)重的安全事故。為了找出振動(dòng)超標(biāo)的原因，首先要對(duì)振動(dòng)源進(jìn)行分析，然后采取適當(dāng)?shù)拇胧?，有效地解決大振動(dòng)問題。風(fēng)機(jī)運(yùn)行中振動(dòng)測量一般有兩種形式：振動(dòng)速度（V），用mm/s表示，振動(dòng)振幅（S），用mm表示。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，振動(dòng)是以振動(dòng)速度來評(píng)價(jià)的，但有些國家仍然采用振動(dòng)幅度評(píng)價(jià)法，這兩種方法都可以用振動(dòng)測量儀來測量。