目前風(fēng)機(jī)的湍流數(shù)值模擬方法有直接數(shù)值模擬法、雷諾時(shí)間平均法和大渦模擬法。每個(gè)湍流模型都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于直接數(shù)值模擬方法，其優(yōu)點(diǎn)是可以在不引入經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ图僭O(shè)的情況下模擬流場(chǎng)中各尺寸的湍流波動(dòng)，因此被稱(chēng)為-的湍流波動(dòng)。精細(xì)計(jì)算風(fēng)機(jī)流體數(shù)值模擬方法的缺點(diǎn)是在直接數(shù)值計(jì)算中，網(wǎng)格尺寸要求很小，導(dǎo)致計(jì)算量的增加。它通常需要較大的內(nèi)存和快速的cpu，因此在實(shí)際工程中很難應(yīng)用。雷諾時(shí)間平均法是工程中常用的數(shù)值模擬方法。風(fēng)機(jī)通過(guò)引入雷諾應(yīng)力的封閉方程，可以求解時(shí)間平均雷諾方程。其優(yōu)點(diǎn)是避免了直接數(shù)值模擬計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題，但這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭贿m用于有限的環(huán)境。直接數(shù)值模擬dns是瞬時(shí)湍流控制方程的直接解。dns的較大優(yōu)點(diǎn)是它不需要對(duì)湍流進(jìn)行任何簡(jiǎn)化或近似。理論上，可以得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。然而，直接風(fēng)機(jī)數(shù)值模擬所需的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)量-，計(jì)算量大。目前，只有一些簡(jiǎn)單的流動(dòng)機(jī)理可以研究，如室內(nèi)空氣流動(dòng)、靜水中的氣泡上升、顆粒與筒體在流動(dòng)過(guò)程中的碰撞磨損等。
風(fēng)機(jī)的矩形截面蝸殼成型時(shí)，蝸殼側(cè)壁只需用鋼板切斷，在滾筒上滾動(dòng)即可。加工制造方便。因此，選擇離心風(fēng)機(jī)常用的矩形截面蝸殼作為風(fēng)機(jī)蝸殼截面的設(shè)計(jì)依據(jù)。介紹了蝸殼型線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。采用等循環(huán)法完成了蝸殼型線(xiàn)的設(shè)計(jì)，選擇等邊單元法進(jìn)行了蝸殼型線(xiàn)的近似繪制。
風(fēng)機(jī)蝸殼外形參數(shù)的選擇
蝸殼寬度的選擇和蝸殼較佳寬度的選擇并沒(méi)有給出一種固定的計(jì)算方法。建議蝸殼b的寬度為葉輪出口寬度的2-5倍[52-54]。蝸殼的寬度也可通過(guò)公式確定。由式計(jì)算的蝸殼寬度為0.069m~0.099m，b值為0.72m，為風(fēng)機(jī)葉輪出口寬度的6倍。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)的建模和數(shù)值計(jì)算，4-72風(fēng)機(jī)，當(dāng)殼體厚度為葉輪出口寬度的6倍時(shí)，效率低，流量大，總壓低。因此，根據(jù)風(fēng)機(jī)的數(shù)值計(jì)算和文獻(xiàn)綜述的結(jié)果，蝸殼寬度是葉輪出口寬度的4倍，即b為0.48m。
改造后，對(duì)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，包括全負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)、改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)和風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下所示。1滿(mǎn)負(fù)荷風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)試驗(yàn)：鍋爐滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)氧含量維持在2.5%，爐內(nèi)負(fù)壓維持在0-50pa，鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行2小時(shí)后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)膳_(tái)引風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)。滿(mǎn)足機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷要求。風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
2改造前后數(shù)據(jù)試驗(yàn)：風(fēng)機(jī)改造后，鍋爐正常運(yùn)行1小時(shí)，運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定。采集風(fēng)機(jī)的數(shù)據(jù)，并與改造前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。鍋爐滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)電流降低48a。
3風(fēng)機(jī)較大出力試驗(yàn)：冷態(tài)下，風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度為80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流達(dá)到設(shè)計(jì)值。a風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為146a，b風(fēng)機(jī)入口擋板開(kāi)啟80%時(shí)，風(fēng)機(jī)電流為145.6a，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
結(jié)論
1與改造前后引風(fēng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比，a風(fēng)機(jī)效率提高17.2%，b風(fēng)機(jī)效率提高13.8%。正常運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口擋板開(kāi)度為50%~55%，風(fēng)機(jī)電流95~100a，滿(mǎn)足機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行要求。
2改造后風(fēng)機(jī)電耗降低26384 kwh，y5-48風(fēng)機(jī)，增壓風(fēng)機(jī)電耗降低52159 kwh，9-12風(fēng)機(jī)，合計(jì)77543 kwh，輔助電耗降低0.5%。
3改造后，取消風(fēng)機(jī)冷卻水，風(fēng)機(jī)軸承高溫度為55c，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)排除冷卻水，淄博風(fēng)機(jī)，每年可節(jié)約約5萬(wàn)噸水。
4通過(guò)風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)報(bào)告和實(shí)際運(yùn)行，引風(fēng)機(jī)改造能滿(mǎn)足運(yùn)行要求，節(jié)電效果明顯。
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