消聲蝸殼對風(fēng)機氣動性能的影響原風(fēng)機與不同消聲組合試驗所得的氣動性能對比如圖3 所示,。試驗結(jié)果表明: 由于穿孔板相對于光滑的鋁板有著較高的壁面摩擦阻力,,6-51風(fēng)機,導(dǎo)致加裝穿孔板后的風(fēng)機壓力和效率在整個測試工況范圍內(nèi)都有不同程度的降低,。4種消聲組合方式的壓力損失并不相同,,當(dāng)額定轉(zhuǎn)速為3 800 r /min,在設(shè)計工況下,,a 組合改進(jìn)風(fēng)機全壓降低了約16.0 pa,,效率下降了約1.28%; b 組合改進(jìn)風(fēng)機全壓降低了約5.0 pa,,9-38風(fēng)機,,風(fēng)機效率下降了約0.9%; c 組合改進(jìn)風(fēng)機全壓降低了約36.8 pa,效率下降了約3.18%; d 組合改進(jìn)風(fēng)機全壓降低了約45.8 pa,,效率下降了約3.28%,。
主要由于安裝穿孔板的面積不同,導(dǎo)致不同消聲組合方式的摩擦損失不同,。b 組合即只在風(fēng)機后蓋板上安裝穿孔板,,風(fēng)機壓力損失小。不同工況下,,風(fēng)機壓力和效率損失也不相同,,在設(shè)計工況及偏大流量工況下,風(fēng)機壓力和效率損失較大,,效率也同步降低,。主要原因是大流量工況下,蝸殼內(nèi)部氣流速度較高,,氣流與穿孔板之間的摩擦損失增加,。消聲蝸殼為a 組合形式時與原風(fēng)機的出口a聲級隨流量變化的對比圖�,?梢钥闯�,,不同工況下,a 型消聲蝸殼的降噪效果不同,,風(fēng)機在額定工況點附近,,降噪效果好; 在大流量工況下,降噪效果變差,,這主要因為大流量情況下,,蝸殼內(nèi)氣體流速較大,而氣體流速對吸聲材料的吸聲效果影響很大; 在小流量工況下,,風(fēng)機流動惡化,,風(fēng)機振動較大,導(dǎo)致振動噪聲很大以致降噪效果反而變差,。與原風(fēng)機相比,,在額定工況點a 聲級降低約4.5 db( a) ,9-16風(fēng)機,,在大流量工況下,,a 聲級降低約3.6 db( a) ,在小流量工況下,,a 聲級降低約1.9 db( a) ,。
風(fēng)機性能試驗原理及其裝置為了驗證修正后數(shù)值計算模型的準(zhǔn)確度,對原風(fēng)機的不同工況氣動性能試驗,。將修正前后數(shù)值計算模型預(yù)測原型機性能結(jié)果與試驗值作對比分析,,由數(shù)據(jù)可知,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε 模型預(yù)測的風(fēng)機性能曲線較試驗值存在一定誤差,,其較大誤差值達(dá)9.5%,,修正的k-ε 模型,各流量工況下風(fēng)機出口靜壓計算值與試驗值吻合,,濰坊風(fēng)機,,其性能曲線趨于重合,兩者誤差值明顯減小,,且較大誤差降低至3%,,充分驗證了所采用的數(shù)值計算模型修正方法的可行性,同時為下文風(fēng)機性能的準(zhǔn)確度和---性預(yù)測提供支撐,。設(shè)計原理分析原風(fēng)機蝸殼內(nèi)壁型線采用的是傳統(tǒng)蝸殼型線設(shè)計方法,,即不考慮壁面粘性摩擦的影響,氣流動量矩保持不變,,運用不等邊基圓法繪制的近似阿基米德螺旋線,。而實際流動過程中,氣體粘性作用常導(dǎo)致其速度在過流斷面上呈現(xiàn)的分布不均勻現(xiàn)象,。
對于低速小型多翼離心風(fēng)機而言,,由于氣體流道狹窄,受粘性作用的影響,,風(fēng)機內(nèi)壁面邊界層分離加劇,,經(jīng)過葉輪加速的氣體流速沿蝸殼徑向方向逐漸減小,而在風(fēng)機蝸殼出口處,,由于同時受到蝸舌結(jié)構(gòu)和蝸殼壁面的影響,,其流速為管道流速度分布,受粘性作用的影響,蝸殼內(nèi)流體于整個流道空間內(nèi)呈現(xiàn)速度分布不均勻的現(xiàn)象,,因此在實際流動過程中,,流體動量矩并不是不變的,而是隨流動的進(jìn)行不斷減小,,故基于動量矩守恒定律設(shè)計的傳統(tǒng)蝸殼型線存在動量修正的---,。改型設(shè)計方法由于氣體粘性力無法通過簡單的公式運算獲得,,且其大小受氣體速度的影響,,因此本文采用一種簡單化的求解方法,即基于傳統(tǒng)不等邊基圓法,,風(fēng)機運用改進(jìn)后的k-ε 模型對原風(fēng)機進(jìn)行數(shù)值模擬,,設(shè)置如圖8 所示的4 個監(jiān)測截面,其方位角φ 分別為90°,、180°、270°,、360°,。通過fluent 后處理計算得出蝸殼壁面區(qū)域于以上4 個截面處所受粘性力大小fν ,,測量力矩中心至力---距離r,由額定工況下風(fēng)機總流量q 計算得單位流體所受黏性力矩平均值m fr / q,。
葉片形狀優(yōu)化對風(fēng)機金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響
葉片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風(fēng)機金屬葉輪平穩(wěn)運行有著重要的影響,。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)域的流動有很大的不同,。在葉輪前盤,氣流的流動方式主要是軸向流動,。在葉輪的中后盤,,氣流的流動方式主要是徑向流動。通過這種方式,,達(dá)到葉輪前盤向中后盤送風(fēng),,使葉輪中后盤出風(fēng)的目的。由此可見,,通過對葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,,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)機的效率得到提高,,從而---金屬葉輪的平穩(wěn)運行,。
風(fēng)機具有體積小,、壓力系數(shù)---一系列優(yōu)點,在工業(yè),、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用,,是人們生產(chǎn)生活中的一種機器設(shè)備。離心風(fēng)機主要由集流器,、蝸殼,、電機以及葉片四個部件組成。各部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化對離心風(fēng)機金屬葉輪穩(wěn)定運行起著重要的作用,。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及生活水平的提高,,對風(fēng)機進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化越來越受到人們的關(guān)注。因此本文通過對集流器優(yōu)化,、蝸殼優(yōu)化,、電機優(yōu)化以及葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化,來觀察結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后的離心風(fēng)機對金屬葉輪穩(wěn)定運行的影響,,以促進(jìn)離心風(fēng)機的生產(chǎn)工作朝著更完善,、更健康的方向發(fā)展。
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