以風機蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來優(yōu)化蝸殼型線,,并用試驗證明了---的蝸殼型線不僅能提高風機效率及全壓,還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢,;beena等[11]通過應用層次分析法ahp,,對蝸殼的重要幾何參數(shù)進行了優(yōu)先排序,闡明了各參數(shù)對離心風機性能的影響;風機采用3種不同流量的五孔探頭,,測量了風機蝸殼內(nèi)流體的三維流動,,得出傳統(tǒng)一維蝸殼型線設計方法忽略了風機內(nèi)部---的泄漏情況,鍋爐風機廠家,,應根據(jù)流體實際流動進行修正的結(jié)論,。本文在傳統(tǒng)蝸殼型線設計理論基礎上,以某抽油煙機用多翼離心風機為研究對象,,
風機采用動量矩修正方法對其進行---化,。并考慮粘性應力的作用對原有k-ε計算模型進行修正,以期提高數(shù)值計算結(jié)果的準確度,,為cfd數(shù)值模擬預測風機性能的---性提供參考,。多翼離心風機由進口集流器、葉輪及蝸殼組成,,具體結(jié)構(gòu)如圖1所示,。其設計轉(zhuǎn)速n=1200r/min,設計流量qv=0.15m3/s,,主要尺寸參數(shù)為:風機蝸殼寬度b1152mm,,葉輪內(nèi)徑1d210mm,,葉輪外徑2d246mm,葉片進口安裝角178a,,葉片出口安裝角2160a,,葉片圓弧半徑r14mm,葉片數(shù)z60,。為了提供---的來流條件,,給定較為準確的邊界條件,本研究在利用solidworks軟件對風機進行三維建模時,,分別將進風區(qū)域和出風區(qū)域進行延長處理,,以---進出口氣體的流動充分發(fā)展。另外,,為了方便模型的建立,,在盡量減小數(shù)值模擬誤差的前提下對電動機結(jié)構(gòu)進行一定程度的簡化,
將風機模型導入icem 進行網(wǎng)格劃分,,網(wǎng)格劃分過程中對離心風---鍵部位要進行加密處理,,如葉輪、集流器,、蝸舌,、進氣箱的轉(zhuǎn)角處等。對風機的進口與出口適當延長,,高速離心鼓風機,,以---計算的穩(wěn)定性�,?紤]到離心風機結(jié)構(gòu)的復雜且不規(guī)則性,,本文采用非結(jié)構(gòu)四面體網(wǎng)格進行劃分,其中無進氣箱的離心風機網(wǎng)格數(shù)量約370萬,,網(wǎng)格為0.3以上,;帶進氣箱的離心風機網(wǎng)格數(shù)量為380萬,網(wǎng)格為0.3以上,。
風機采用標準k-?模型,,壁面函數(shù)為scalable,數(shù)值計算方法為---求解格式,,求解格式為一階格式,。由于通風機轉(zhuǎn)速低,馬赫數(shù)小,,可認為氣流為不可壓縮定常流動,。進口給定流量,出口給定靜壓,,壁面條件為無滑移邊界,,轉(zhuǎn)速為1 480r/min,,并將流動區(qū)域分為靜止域與旋轉(zhuǎn)域,兩者通過interface連接,,鍋爐風機,,連接模型為普通連接,坐標變換為轉(zhuǎn)子算法,,網(wǎng)格連接方式為ggi,。本文所研究的某離心風機葉輪有均布的16 個前向的大小葉片,其內(nèi)部流場較為復雜,,為了揭示風機內(nèi)的流場特性,,對風機進行全三維數(shù)值模擬。先單獨分析了進氣箱內(nèi)部流場特性,,然后對進氣箱與風機進行一體化分析,研究進氣箱對離心風機性能的影響,。
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,濰坊風機,,轉(zhuǎn)速2 930 r/min,,流量10 122~25 736 m3/h,全壓4 152~2 330 pa,。其主要由進風口,、集流器、葉輪和蝸殼組成,。
風機集流器中添加了米字形結(jié)構(gòu)與環(huán)形擋環(huán),。風機結(jié)構(gòu)復雜且葉片外形不規(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)格適應能力強,,在處理復雜結(jié)構(gòu)時有利于網(wǎng)格的自適應。
因此風機采用四面體非結(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),,進行風機參數(shù)設置:流量取22 806.54 m3/h,,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(nèi)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(jié)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(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,。計算時采用--- 壓力速度耦合方法進行,。
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