風(fēng)機作為各行各業(yè)的配套產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于地鐵通風(fēng)、礦冶通風(fēng)、樓宇換氣通風(fēng)，空調(diào)設(shè)備等。然而，風(fēng)機作為工業(yè)生產(chǎn)中主要的能源消耗設(shè)備及噪聲來源之一，其科技含量的提升和加工制造工藝的與優(yōu)化對節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)有著重要的意義。據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)機的電能消耗約占全國發(fā)電量的8～10%，因此提高風(fēng)機的效率和運行效率是十分---的。
風(fēng)機廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、化工等特種行業(yè)。其結(jié)構(gòu)特點是葉輪的寬徑比小、內(nèi)外徑比小、由長短葉片間隔且均勻分布，性能特點是壓力系數(shù)高、流量系數(shù)小，因此通常應(yīng)用于高壓小流量的場合，但由于葉輪葉道較長，導(dǎo)致其內(nèi)部流動損失較大，通常效率較低。并且由于其葉片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，加工成本較高，經(jīng)濟效益差，所以很多風(fēng)機企業(yè)放棄了批量生產(chǎn)的計劃，甚至不生產(chǎn)，造成了市場貨源短缺，因此進(jìn)一步的研究如何提高風(fēng)機效率，---其加工工藝具有十分重要的意義。針對風(fēng)機機存在的以上問題，離心排風(fēng)機，提出了“xq斜槽式離心風(fēng)機流場關(guān)鍵部件改進(jìn)設(shè)計研究”的課題。本課題與某風(fēng)機企業(yè)合作，對此型號風(fēng)機結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，提高其性能。該課題的成功進(jìn)行不僅會提高風(fēng)機的效率，降低能源消耗，還會將風(fēng)機的科學(xué)設(shè)計理念帶入企業(yè)，---現(xiàn)在中、小、微風(fēng)機企業(yè)粗放型生產(chǎn)的現(xiàn)狀。
在風(fēng)機樣機的基礎(chǔ)上，只增加了風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑。因此，改進(jìn)后的風(fēng)扇與樣機的幾何相似性不滿足風(fēng)扇相似性原理的條件。因此，鍋爐風(fēng)機，通過改進(jìn)后的數(shù)值計算分析了改進(jìn)效果。第二種改進(jìn)方案的基本思想是在風(fēng)機外殼不變的情況下，增加風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑。風(fēng)機葉輪的具體改進(jìn)方法在保持葉片出口安裝角度不變的前提下，濟寧風(fēng)機，風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑分別由480 mm增加到490 mm和500 mm。通過對改進(jìn)后的風(fēng)機的數(shù)值計算，在第二種改進(jìn)方案中通過增加葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑來提高風(fēng)機的總壓。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑增加到490m時，改進(jìn)后的風(fēng)機總壓力增加到4765pa，相應(yīng)的風(fēng)機運行力矩增加到4.65n.m，風(fēng)機效率基本不變。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)直徑增加到500m時，風(fēng)機總壓力增加到4835pa，但風(fēng)機扭矩相應(yīng)增大，風(fēng)機效率降低。風(fēng)機樣機蝸舌流線圖表明，當(dāng)氣體流經(jīng)樣機蝸舌位置時，大量氣體通過蝸舌與葉輪之間的間隙t流回蝸殼，流量損失較大。
本文采用n-s方程和sstk-u湍流模型計算了風(fēng)機在不同工況下的穩(wěn)態(tài)，并根據(jù)公式計算了設(shè)計工況下離心風(fēng)機的壓力、軸功率和效率。在得到風(fēng)機性能參數(shù)的數(shù)值結(jié)果后，將不同工況下數(shù)值結(jié)果的誤差值與樣機原始測量結(jié)果進(jìn)行了比較。在完成風(fēng)機三維模型的建立、計算域的離散化網(wǎng)格化和邊界條件的定義后，將風(fēng)機原型的不同工況進(jìn)行了數(shù)值計算，鍋爐風(fēng)機廠家，并將其澆注到ansys fluent。風(fēng)機數(shù)值計算和測量的效率特性曲線表明，斜槽離心風(fēng)機的設(shè)計流量為0.17kg/s，在設(shè)計工況下，風(fēng)機的計算效率為48.1%。斜槽離心風(fēng)機偏離設(shè)計工況時，小流量工況下效率急劇下降，大流量工況下效率變化緩慢，但效率僅為47%。斜槽離心風(fēng)機的壓力特性曲線表明，離心風(fēng)機的總壓力沒有單調(diào)變化，但隨著風(fēng)機流量的增加，斜槽離心風(fēng)機的總壓力減小。非單調(diào)壓力特性曲線表明，離心風(fēng)機阻力變化較大時，風(fēng)機風(fēng)量變化較大，風(fēng)機穩(wěn)定工作面積較小。
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