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針對(duì)除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備具體實(shí)例,本文采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)值模擬,并利用Autogrid軟件提供的H型網(wǎng)格自動(dòng)生成功能生成進(jìn)水口和葉輪的終網(wǎng)格。除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備其他部分的網(wǎng)格生成是通過先劃分區(qū)域,然后手動(dòng)劃分網(wǎng)格來完成的。邊界及初始條件1)集熱器入口設(shè)為入口邊界,葉輪出口設(shè)為出口邊界,葉輪前盤、后盤和葉片的實(shí)體壁設(shè)為實(shí)體壁,轉(zhuǎn)輪邊界面與下一周期轉(zhuǎn)輪邊界面之間的連接設(shè)為PE。三元匹配連接,循環(huán)數(shù)設(shè)為12。設(shè)定除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備初始靜壓P=1.01325*105pa,初始溫度t=293K,軸向入口速度=18m/s,所有旋轉(zhuǎn)壁(如前盤、后盤、葉輪葉片等)的輸入速度n=1450r/min,其他非旋轉(zhuǎn)壁(如蝸殼)的輸入速度為零。由于流道內(nèi)軸流分布不均勻,葉輪前后盤不一致,為便于比較分析,沿葉輪圓周做了A、B兩段。葉輪通道內(nèi)的速度和壓力分布用云圖和矢量圖表示。給出了開槽角度對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響。給出了葉片開槽角度對(duì)風(fēng)機(jī)總壓和效率的影響結(jié)果。研究結(jié)果表明,通過考慮氣體粘性,對(duì)蝸殼型線進(jìn)行改進(jìn),可以減小蝸殼內(nèi)的流動(dòng)損失,提高風(fēng)機(jī)的效率。葉片開槽使風(fēng)機(jī)的總壓和效率增加,但總壓明顯增加,效率增加不大。其中,方案7的壓力和效率增加較大,總壓增加3.87%,效率增加0.15%。
離心風(fēng)機(jī)及內(nèi)部三維流場(chǎng)的計(jì)算辦法
依據(jù)作業(yè)原理的不同風(fēng)機(jī)能夠分為容積式、葉片式和噴射式三種。其間葉片式風(fēng)機(jī)首要有離心式、混流式、軸流式和橫流式四種,其間使用醉廣泛的即為離心式風(fēng)機(jī)。除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備葉輪中的氣體流面簡(jiǎn)直與葉輪的滾動(dòng)軸面筆直。其葉輪滾動(dòng)所發(fā)生的離心力為離心風(fēng)機(jī)壓強(qiáng)升的首要來歷,而且在葉輪內(nèi)部由離心力發(fā)生的壓強(qiáng)升要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣體相對(duì)速度改動(dòng)而發(fā)生的壓強(qiáng)升,而且選用增大風(fēng)機(jī)的葉輪寬度增大風(fēng)機(jī)流量的辦法,往往導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的功率下降,因而離心風(fēng)機(jī)一般適用于高壓、小流量的場(chǎng)合。流量損失會(huì)降低除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備的實(shí)際壓力,泄漏損失會(huì)降低風(fēng)機(jī)的流量,葉輪損失和機(jī)械損失會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)附加功率的增加,從而降低風(fēng)機(jī)的效率。下面臨其功能參數(shù)、結(jié)構(gòu)特色和內(nèi)部丟失等進(jìn)行具體介紹。
離心風(fēng)機(jī)的壓力
除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備的靜壓和全壓靜壓sp為氣體對(duì)平行于氣流的物體外表效果的壓力,它一般是經(jīng)過筆直于物體外表的孔來進(jìn)行丈量。
通風(fēng)機(jī)的功能曲線通風(fēng)機(jī)的全壓t FP、功率P、功率η等功能參數(shù)隨通風(fēng)機(jī)的流量Q改變的聯(lián)系曲線,稱為通風(fēng)機(jī)的功能曲線。依據(jù)通風(fēng)機(jī)的功能曲線,不只能夠查驗(yàn)計(jì)算參數(shù)與實(shí)測(cè)參數(shù)之間的共同程度,還能夠斷定通風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性。例如當(dāng)通風(fēng)機(jī)的功率特性曲線較平整時(shí),此刻風(fēng)機(jī)的搞效區(qū)較大,在變工況時(shí)通風(fēng)機(jī)仍能夠在搞效的工況點(diǎn)小作業(yè),此刻能夠認(rèn)為該風(fēng)機(jī)的適應(yīng)性較好。在數(shù)值計(jì)算過程中,采用SSTK-U湍流模型進(jìn)行穩(wěn)態(tài)數(shù)值計(jì)算,穩(wěn)態(tài)結(jié)果作為瞬態(tài)計(jì)算的初始值。
除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備的傳動(dòng)方式因使用場(chǎng)合不同而不同,離心風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式也不同,如圖1.2所示。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同時(shí),大型風(fēng)機(jī)可以通過聯(lián)軸器將風(fēng)機(jī)葉輪與電機(jī)直接聯(lián)接,稱為D傳動(dòng)。這種傳動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是可以使風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,減少機(jī)身。當(dāng)風(fēng)機(jī)是小型機(jī)器時(shí),葉輪可直接與電機(jī)軸連接,稱為A型傳動(dòng)。這種傳動(dòng)方式可以有效地減小風(fēng)機(jī)的體積,使風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速不同時(shí),可采用皮帶輪變速傳動(dòng)方式。除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備根據(jù)具體形式可分為B、C、E、F四種,通常葉輪安裝在主軸端部。這種結(jié)構(gòu)叫做懸臂。其優(yōu)點(diǎn)是易于拆卸。對(duì)于大型單吸和雙吸離心風(fēng)機(jī),葉輪通常放置在兩個(gè)軸承的中間。這種結(jié)構(gòu)稱為雙支承式。其優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。因此,采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分進(jìn)氣道上部,并對(duì)靠近壁面和葉片的網(wǎng)格進(jìn)行加密。流量損失會(huì)降低除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備的實(shí)際壓力,泄漏損失會(huì)降低風(fēng)機(jī)的流量,葉輪損失和機(jī)械損失會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)附加功率的增加,從而降低風(fēng)機(jī)的效率。流量損失氣體流經(jīng)除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備的進(jìn)氣室、葉輪、蝸殼和出口擴(kuò)壓器。由于氣體通道的粘性和形狀不同,在整個(gè)流動(dòng)過程中存在摩擦損失和渦流損失(邊界層分離、二次流、尾流損失等)。目前,在現(xiàn)有的離心風(fēng)機(jī)損失模型中,不同部件的各種損失(如進(jìn)氣室損失、葉輪進(jìn)口氣流從軸向到徑向的損失、葉輪通道損失、蝸殼損失、變工況下葉片進(jìn)口沖擊損失)是獨(dú)立計(jì)算的。
除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備采用不等邊元法繪制蝸殼外形。首先確定了小正方形在繪圖中心的邊長(zhǎng),確定了蝸殼的繪圖半徑;繪制的蝸殼外形如圖4.6所示。以小正方形邊長(zhǎng)分別為蝸殼開口A的0.15、0.133、0.1167和0.1倍,根據(jù)公式確定除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備蝸殼輪廓各部分的拉深半徑,拉深后即可建立風(fēng)機(jī)的三維模型。風(fēng)機(jī)集塵器的設(shè)計(jì)是一種氣體葉輪導(dǎo)向裝置,除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備集塵器的幾何形狀和集塵器的安裝位置對(duì)風(fēng)機(jī)的性能都有影響,影響很大。除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備改善計(jì)劃及成果分析在完成斜槽式離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)分析后,根據(jù)風(fēng)機(jī)的內(nèi)部活動(dòng)狀況和合作單位提出的功能指標(biāo)(壓力在5000Pa以上,而且盡量進(jìn)步風(fēng)機(jī)的功率),對(duì)風(fēng)機(jī)提出針對(duì)性的改善計(jì)劃,來改善風(fēng)機(jī)的內(nèi)部活動(dòng)狀況,從而進(jìn)步風(fēng)機(jī)的整體功能。
集電極的基本類型有圓柱形、圓錐形、圓形和圓錐形。圓柱形集塵器具有較大的流量損失和將氣流導(dǎo)入葉輪的能力差,但易于處理。錐形集熱器具有較大的流量損失和將流量導(dǎo)入葉輪的能力差。除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備的圓弧集塵器具有相對(duì)較小的流量損失和更好的引導(dǎo)氣流進(jìn)入葉輪的能力。圓弧集熱器引導(dǎo)氣流進(jìn)入葉輪后,渦流面積比錐形集熱器小得多,減少了風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)損失。從而提高了帶圓弧集熱器的風(fēng)機(jī)的效率和全壓系數(shù)。除塵風(fēng)機(jī)設(shè)備葉輪由若干結(jié)構(gòu)參數(shù)組成,這些參數(shù)對(duì)離心風(fēng)機(jī)的性能有著重要的影響。錐弧集熱器在現(xiàn)代風(fēng)機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。