在礦井掘進巷道中，采用短距離通風(fēng)時，工作面所需的風(fēng)量和壓力較小，因此減小葉片安裝角度可有效降低風(fēng)機的輸出功率，節(jié)約能耗；在進---距離通風(fēng)時，所需的風(fēng)量和壓力為la。適當(dāng)增風(fēng)機大葉片安裝角度，可滿足工作面高氣壓大流量的需要。為此，設(shè)計了葉片角度可調(diào)的對旋軸流風(fēng)機葉輪結(jié)構(gòu)。通過模態(tài)分析可以得到葉片的固有頻率和振動模態(tài)，分析了葉片調(diào)節(jié)機構(gòu)對葉輪機構(gòu)振動特性的影響。本文的研究對象是葉片角度固定的葉輪和葉片角度可調(diào)的葉輪。兩個葉輪的軸向間距為95mm，葉片數(shù)相等。個葉輪有14個葉片，第二個葉輪有10個葉片。風(fēng)機葉輪的外徑約為800mm，輪轂比為0.60。兩個葉輪均為反旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，消除了中間和后部的固定導(dǎo)葉。兩級葉輪以相同速度反向運動，在集熱器前部形成較大的負壓。外部空氣通過集熱器緩慢流入風(fēng)道。在一級葉輪的旋轉(zhuǎn)作用下，動能和壓力勢能增大，氣流迅速流向二級葉輪，風(fēng)機的二級葉輪反向加速。能量，終空氣通過擴散器順利流出風(fēng)管，這種結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)風(fēng)機的高風(fēng)壓、大流量、率、低噪聲和運行。
導(dǎo)葉數(shù)目減少時風(fēng)機效率明顯高于導(dǎo)葉數(shù)目增---的風(fēng)機效率; 在導(dǎo)葉數(shù)目減少的方案中，在qv ＜ 87. 5 m3 /s 時全壓全部高于原風(fēng)機，在高于此流量時提升效果僅方案二比原風(fēng)機效率稍高，烘干房熱風(fēng)機，其余方案略低于原風(fēng)機，在設(shè)計流量82. 5 m3 /s 時，方案三的效率提升效果好，烘干機風(fēng)機，提升比例為0. 46 個百分點; 在流量低于設(shè)計流量時，方案四至六于原風(fēng)機，高于設(shè)計流量時風(fēng)機效率低于原風(fēng)機，且隨流量增大，干燥房風(fēng)機，效率下降速度加快。從性能比較上可以看出，方案三表現(xiàn)出優(yōu)于原風(fēng)機的性能，所以下文主要針對方案三和原風(fēng)機進行流固耦合模擬研究。
風(fēng)機軸功率psh定義為單位時間內(nèi)原動機傳遞給風(fēng)機軸上的能量，其大小可反映風(fēng)機的能耗。因此導(dǎo)葉數(shù)目改造對于經(jīng)濟性的影響可通過軸功率來考察，圖5 為原風(fēng)機和方案三軸功率比較。可以看出方案三比原風(fēng)機軸功率有少許增加且變化不大，這也與方案三全壓提升做功能力增強有密切關(guān)系。
風(fēng)機靜力結(jié)構(gòu)特性
在旋轉(zhuǎn)機械中，葉片結(jié)構(gòu)強度和振動直接關(guān)系到其安全運行，其取決于葉片表面的氣動載荷和本身固有的力學(xué)性能。而僅對流體域進行研究還不能完全確定導(dǎo)葉數(shù)目變化是否對風(fēng)機固體域產(chǎn)生影響，為此利用ansys workbench 軟件將流場壓力數(shù)據(jù)加載到動葉片表面，對風(fēng)機動葉進行了單向流固弱耦合，來研究導(dǎo)葉數(shù)目變動后動葉等效應(yīng)力、總變形及振動的變化。
風(fēng)機葉片斷裂的主要原因是葉片兩側(cè)受力不平衡。在解決這一問題的過程中，首先要提高風(fēng)機葉片的。在葉片設(shè)計和制造過程中，必須非常仔細地選擇原材料，選用耐腐蝕性和耐壓性強的原材料。為解決風(fēng)機葉片斷裂問題，應(yīng)盡量避免失速或喘振。由于軸流風(fēng)機長期處于失速狀態(tài)，容易引起葉片斷裂，也會對主要設(shè)備部件造成不同程度的損壞。解決軸承溫度高的問題主要有三種策略：一是合理使用潤滑油和潤滑劑，降低軸承溫度。每臺風(fēng)機所需的潤滑油和潤滑劑的數(shù)量是不同的，所以在使用過程中必須根據(jù)實際情況加以利用。潤滑油不能用得太少或太多，否則會導(dǎo)致軸承溫度過高。二是加強引風(fēng)機的冷卻。有效的方法是在軸承兩側(cè)安裝壓縮空氣冷卻裝置。如果溫度較低，需要關(guān)閉壓縮空氣裝置，這樣可以節(jié)省一些資源。但當(dāng)溫度升高時，必須打開壓縮空氣裝置進行冷卻。第三，風(fēng)機，軸承箱內(nèi)缸與風(fēng)機軸承外套之間的間隙應(yīng)適當(dāng)留出。這就要求設(shè)計過程中必須進行非常嚴(yán)格的測量，并進行的計算，以使兩者之間的間隙合適，不會影響軸承的運行。
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