幾何模型建立與網(wǎng)格劃分
計算模型采用掘進工作面4-72-5.6a 防爆防腐蝕的離心式通風機,,其主要參數(shù):電機功率22 kw,,轉速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,,全壓4 152~2 330 pa,。其主要由進風口、集流器,、葉輪和蝸殼組成,。
離心風機集流器中添加了米字形結構與環(huán)形擋環(huán)。風機結構復雜且葉片外形不規(guī)則,,因此生成結構化網(wǎng)格比較困難,,相反非結構化網(wǎng)格適應能力強,在處理復雜結構時有利于網(wǎng)格的自適應,。
因此離心風機采用四面體非結構化網(wǎng)格,。使用ansys 軟件中的cfd 軟件進行網(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)點數(shù)223 847,。以離心風機在掘進工作面環(huán)境下的運行工況為依據(jù),,進行離心風機參數(shù)設置:流量取22 806.54 m3/h,9-19離心風機,,流速取6.335 15 m/s,, 流量取7.491 3 kg/s。把pro/e 建立的幾何模型導入fluent 中并對幾何模型的邊界條件計算參數(shù)進行設定,。其中入口類型采用速度進口,,出口設為壓力邊界條件,本計算采用的樣機是礦用式離心風機,, 出口靜壓可以近似為0,,蝸殼內壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5,集流器,、葉輪,、蝸殼等各流體區(qū)域結合處的公共面采用interface邊界類型面, 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤,、后盤和轉軸的內外表面一起定義為旋轉壁面,。環(huán)境壓力為101 325 pa,取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計算時采用--- 壓力速度耦合方法進行,。
離心風機管道共振和檢查處理措施
風機的進出口管段風速---,,高速穿行的風會擾動管道,使管道發(fā)生共振,。一般情況下,,風機進出口管是靠法蘭和葉輪殼體剛性連接的,管道的振動必然傳到殼體上,,而殼體通常和軸承座相連,,殼體振動又引起軸承座振動,終導致致整臺風機發(fā)生振動,。此類振動的預防處理措施為:
1檢查離心風機殼體,,如殼體存在裂紋的或磨損及其腐蝕---的,應加固或整體更換,;
2在振動比較明顯的管段上加裝管道減震器,,使管道與風機殼體呈柔性連接,減小或緩沖振動,。常用的管道減震器,,如ktx 可曲繞橡膠接頭,9-12離心風機,,即管道減震器,,一般安裝于靠近風機出口端,減震效果比較明顯,。另外,,有些管道補償器如填料式補償器、波形補償器也可以起到減震作用,;
3在條件允許下可優(yōu)化出口管道,,一般來說,彎頭處更容易發(fā)生擾動管道而造成振動的現(xiàn)象,,所以風機出口段宜有不小于5 m 的直段,,以減少出口阻力損失,達到順暢輸送介質的目的,;
4進口調節(jié)閥宜優(yōu)先選用葉片閥,,它在工作時能實現(xiàn)管道內輸送介質的均勻分布,防止產(chǎn)生劇烈渦流而發(fā)生振動,。上文闡述的引起風機振動的因素只是本人原所在企業(yè)常見的,當然不排除其他類型的風機會有其他的因素,。在實際工作中,,不能孤立、片面地把振動的原因歸結于某一項因素,,也有可能是這四種因素共同作用的結果,。因此,在分析離心風機振動故障時,,應該根據(jù)振動特征具體分析,,事實求是地綜合考慮,只有這樣,,才能準確,、快捷地找出振動原因,消除振動故障,。
本文以離心風機為研究對象,,對4 種組合方式的消聲蝸殼進行了試驗測量,研究了每一種組合的降噪效果及對風機氣動性能的影響,。試驗在符合iso3745 標準的半消聲室中進行,,供應離心風機,其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈,,消聲室截止頻率100 hz,,本底噪聲為26 db( a) 。試驗裝置和測試系統(tǒng)按照gb/t1236-2000《工業(yè)通風機用標準化風道進行性能試驗》和gb/t2888-91《離心風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法》的要求設計,、制造,、測試。離心風機進氣口端連接符合gb/t 1236 規(guī)定的風機性能試驗進氣試驗裝置,。使用智能壓力風速風量儀測出pl3 位置的靜壓和pl5 處的流量壓差,,然后再根據(jù)其他測量的數(shù)據(jù)算出風機全壓和靜壓試驗裝置。
試驗采用進口堵片方式調節(jié)流量,,從大流量至小流量共選取8 個工況點,,分別測試每個工況點的風機流量、壓力,、功耗和噪聲,。后計算風機標況---量、全壓,、全壓效率,、總a 聲級。本試驗風機的結構簡圖,,在風機蝸板和前后蓋板上可分別固定穿孔鋼板,,穿孔板與蝸殼本體之間形成10 mm 的空腔,空腔內填充超細玻璃棉,,形成消聲蝸殼,。以此形成4 種消聲蝸殼組合: a 組合,周向蝸板有消聲層;b 組合,蝸殼后蓋板有消聲層; c 組合,,濰坊離心風機,,周向蝸板和后蓋板有消聲層; d 組合,周向蝸板和前蓋板有消聲層,。選用的穿孔板采用板厚1 mm,,孔徑6 mm,穿孔率約為22%,。各種加裝吸聲結構組合,,風機蝸殼內部的通流結構尺寸和原風機一致。
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