幾何模型建立與網(wǎng)格劃分
計(jì)算模型采用掘進(jìn)工作面4-72-5.6a 防爆防腐蝕的離心式通風(fēng)機(jī)，其主要參數(shù)：電機(jī)功率22 kw，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(jìn)風(fēng)口、集流器、葉輪和蝸殼組成。
離心風(fēng)機(jī)集流器中添加了米字形結(jié)構(gòu)與環(huán)形擋環(huán)。風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)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(yīng)能力強(qiáng)，在處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)有利于網(wǎng)格的自適應(yīng)。
因此離心風(fēng)機(jī)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)數(shù)223 847。以離心風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)工作面環(huán)境下的運(yùn)行工況為依據(jù)，進(jìn)行離心風(fēng)機(jī)參數(shù)設(shè)置：流量取22 806.54 m3/h，9-19離心風(fēng)機(jī)，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(dǎo)入fluent 中并對(duì)幾何模型的邊界條件計(jì)算參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。其中入口類型采用速度進(jìn)口，出口設(shè)為壓力邊界條件，本計(jì)算采用的樣機(jī)是礦用式離心風(fēng)機(jī)， 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(jì)算時(shí)采用--- 壓力速度耦合方法進(jìn)行。
離心風(fēng)機(jī)管道共振和檢查處理措施
風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口管段風(fēng)速---，高速穿行的風(fēng)會(huì)擾動(dòng)管道，使管道發(fā)生共振。一般情況下，風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管是靠法蘭和葉輪殼體剛性連接的，管道的振動(dòng)必然傳到殼體上，而殼體通常和軸承座相連，殼體振動(dòng)又引起軸承座振動(dòng)，終導(dǎo)致致整臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)。此類振動(dòng)的預(yù)防處理措施為：
1檢查離心風(fēng)機(jī)殼體，如殼體存在裂紋的或磨損及其腐蝕---的，應(yīng)加固或整體更換；
2在振動(dòng)比較明顯的管段上加裝管道減震器，使管道與風(fēng)機(jī)殼體呈柔性連接，減小或緩沖振動(dòng)。常用的管道減震器，如ktx 可曲繞橡膠接頭，9-12離心風(fēng)機(jī)，即管道減震器，一般安裝于靠近風(fēng)機(jī)出口端，減震效果比較明顯。另外，有些管道補(bǔ)償器如填料式補(bǔ)償器、波形補(bǔ)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(dòng)管道而造成振動(dòng)的現(xiàn)象，所以風(fēng)機(jī)出口段宜有不小于5 m 的直段，以減少出口阻力損失，達(dá)到順暢輸送介質(zhì)的目的；
4進(jìn)口調(diào)節(jié)閥宜優(yōu)先選用葉片閥，它在工作時(shí)能實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)輸送介質(zhì)的均勻分布，防止產(chǎn)生劇烈渦流而發(fā)生振動(dòng)。上文闡述的引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)的因素只是本人原所在企業(yè)常見的，當(dāng)然不排除其他類型的風(fēng)機(jī)會(huì)有其他的因素。在實(shí)際工作中，不能孤立、片面地把振動(dòng)的原因歸結(jié)于某一項(xiàng)因素，也有可能是這四種因素共同作用的結(jié)果。因此，在分析離心風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障時(shí)，應(yīng)該根據(jù)振動(dòng)特征具體分析，事實(shí)求是地綜合考慮，只有這樣，才能準(zhǔn)確、快捷地找出振動(dòng)原因，消除振動(dòng)故障。
本文以離心風(fēng)機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)4 種組合方式的消聲蝸殼進(jìn)行了試驗(yàn)測量，研究了每一種組合的降噪效果及對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的影響。試驗(yàn)在符合iso3745 標(biāo)準(zhǔn)的半消聲室中進(jìn)行，供應(yīng)離心風(fēng)機(jī)，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(yàn)裝置和測試系統(tǒng)按照gb/t1236－2000《工業(yè)通風(fēng)機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道進(jìn)行性能試驗(yàn)》和gb/t2888－91《離心風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測量方法》的要求設(shè)計(jì)、制造、測試。離心風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口端連接符合gb/t 1236 規(guī)定的風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)進(jìn)氣試驗(yàn)裝置。使用智能壓力風(fēng)速風(fēng)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(fēng)機(jī)全壓和靜壓試驗(yàn)裝置。
試驗(yàn)采用進(jìn)口堵片方式調(diào)節(jié)流量，從大流量至小流量共選取8 個(gè)工況點(diǎn)，分別測試每個(gè)工況點(diǎn)的風(fēng)機(jī)流量、壓力、功耗和噪聲。后計(jì)算風(fēng)機(jī)標(biāo)況---量、全壓、全壓效率、總a 聲級(jí)。本試驗(yàn)風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，在風(fēng)機(jī)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(nèi)填充超細(xì)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(fēng)機(jī)，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(jié)構(gòu)組合，風(fēng)機(jī)蝸殼內(nèi)部的通流結(jié)構(gòu)尺寸和原風(fēng)機(jī)一致。
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