

山東冠熙環(huán)保設備有限公司
主營產(chǎn)品: 通風機
不銹鋼通風機批發(fā)-冠熙風機-高溫通風機批發(fā)
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將通風機模型導入ICEM 進行網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格劃分過程中對離心風機關鍵部位要進行加密處理,如葉輪、集流器、蝸舌、進氣箱的轉角處等。對風機的進口與出口適當延長,以保證計算的穩(wěn)定性??紤]到離心風機結構的復雜且不規(guī)則性,本文采用非結構四面體網(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)格質量為0.3以上;帶進氣箱的離心風機網(wǎng)格數(shù)量為380萬,網(wǎng)格質量為0.3以上。
通風機采用標準k-?模型,壁面函數(shù)為Scalable,數(shù)值計算方法為高階求解格式,求解格式為一階格式。由于通風機轉速低,馬赫數(shù)小,可認為氣流為不可壓縮定常流動。進口給定質量流量,出口給定靜壓,壁面條件為無滑移邊界,轉速為1 480r/min,并將流動區(qū)域分為靜止域與旋轉域,兩者通過Interface連接,連接模型為普通連接,坐標變換為轉子算法,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,其內部流場較為復雜,為了揭示通風機內的流場特性,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。
通風機進氣箱出口處(葉輪進口處)水平橫向截面速度的矢量圖及云圖,從圖中可以看出,雖然其出口幾何結構是對稱的,然而在出口處其流速為不均勻分布,靠進氣方向處流速較高,被進氣方向速度較低,氣流經(jīng)彎頭轉彎后,流速分布比較紊亂,從而使得進入風機葉輪的流速不均勻,與文獻的研究結果一致,這是導致離心風機效率低的原因之一。
進氣箱內的流動損失
進氣箱的流動損失可以通過數(shù)值模擬計算分析,為理論研究提供參考,其大小為進氣箱出口截面的動壓乘以損失系數(shù)。由于進氣箱出口速度大致與葉輪的進口速度一樣。
進氣箱對離心風機性能的影響可知在進氣箱出口與通風機葉輪進口處存在渦旋現(xiàn)象,研究中發(fā)現(xiàn)該渦旋與流量大小有關,在大流量區(qū)渦旋不明顯,且位于進氣箱側的葉輪葉套的進口處,隨著流量的減小,渦旋形狀更加的明顯,并向進氣箱出口方向B側偏移。可以看出,原始風機葉輪流道內靠近出口處形成渦旋,主要原因是葉片出口附近存在較為嚴重的邊界層分離現(xiàn)象。通風機葉片表面存在附面層,隨著葉輪旋轉,吸力面和壓力面附面層的結構和形態(tài)是不同的。
通風機葉片吸力側形成的低能流積聚的“尾跡區(qū)”,形成“射流-尾流”結構。加進氣箱后,風機葉輪尾緣處的“尾跡-射流”更加的嚴重,風機模型尾跡區(qū)占了比較大的空間,減少了風機流道有效面積。在小流量區(qū),風機內部的流場分布發(fā)生偏心現(xiàn)象(C 處),葉輪流道E 側,氣體比較充實,葉輪流道F 側氣體分布較差,與原始風機內部流場分布相比,其通風機葉輪流道的充盈性差。離心風機的效率曲線如圖6,無進氣箱情況下在流量為2.82kg/s,壓力為3 106.23Pa 時,達到較率68.64%;加進氣箱后在流量為1.68kg/s,壓力為2 775.54Pa,達到較率59.45%,通過與原始風機對比可知,加進氣箱后其較率降低8.19%。同樣由圖6 效率曲線對比圖可知,加進氣箱后風機整體效率降低,與原始通風機相比其區(qū)域比較窄,縮短了工作區(qū)域,且加進氣箱后較優(yōu)工況點向小流量區(qū)偏移。加進氣箱后,離心風機的全開流量降低,與無進氣箱相比,流量降低了16.9%。由圖7 可知,加進氣箱不僅降低了風機的全開流量,其全壓也有所減少。風機性能測試采用C 型試驗裝置對帶進氣箱的離心風機進行了性能測試,測試標準按GB/T 1236-2017《工業(yè)通風機用標準化風道進行性能實驗》執(zhí)行。
