

山東冠熙環保設備有限公司
主營產品: 通風機
低壓離心風機-冠熙風機-除塵設備離心風機
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將離心風機模型導入ICEM 進行網格劃分,網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,以保證計算的穩定性。考慮到離心風機結構的復雜且不規則性,本文采用非結構四面體網格進行劃分,其中無進氣箱的離心風機網格數量約370萬,網格質量為0.3以上;帶進氣箱的離心風機網格數量為380萬,網格質量為0.3以上。
離心風機采用標準k-?模型,壁面函數為Scalable,數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,為了揭示離心風機內的流場特性,對風機進行全三維數值模擬。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。
離心風機進氣箱出口處(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。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離心風機葉輪進口處存在渦旋現象,研究中發現該渦旋與流量大小有關,在大流量區渦旋不明顯,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象。離心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是不同的。
離心風機在大流量區計算值比實測值偏高,小流量區計算值比實測值偏低,但是整體上計算結果與實測結果基本吻合。由效率曲線圖可知,大流量區計算結果比實測結果偏高,小流量區計算結果比實測結果偏低,說明計算結果與實測結果吻合。通過實驗值與計算值的對比,CFX 軟件的數值模擬結果與實測結果一致,由此驗證了采用CFX 軟件對帶進氣箱的離心風機的數值模擬是可靠的。
試驗噪聲分析
離心風機的噪聲按照流體動力聲源的發聲機制,分為三類:1)單極子,2)偶極子,3)四極子,風機正常工作狀態下產生的噪聲主要來源于偶極子源。根據GB/T2888-2008《風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法標準》對有無進氣箱離心風機的噪聲進行測試。試驗地點:浙江上風高科專風實業有限公司CNAS 檢測中心;采用聲級計對風機出口處的噪聲進行測試,測試方式及儀器。測量時,除地面外無其他的反射條件,測點位置D 距地面的高度與風機出口中心持平,水平方向上與出氣口軸線成45° ,距離出氣口中心L=1m。
離心風機的噪聲在小流量區,帶進氣箱的離心風機噪聲低于不帶進氣箱,隨著流量的增加,帶進氣箱的風機噪聲顯著提高,在大流量區,明顯的高于不帶進氣箱的噪聲。
