防爆離心風機規格尺寸

防爆離心風機對比分析

在額定轉速下， 假定風機進出口處截面上動壓靜壓均勻分布，對風機進口、出口壓力及壓差，集流器進出口壓力及其壓差進行統計。把Pro/E建立的幾何模型導入Fluent中并對幾何模型的邊界條件計算參數進行設定。取點方法：在截面中心為軸心，周邊均勻取了20 個點，之后計算取其平均值，可以看出，同流量下，加米字形集流器的靜壓和全壓差分別為-4 389.0 Pa 和-2 252.9 Pa，而普通圓弧形集流器的壓差為-982.9 Pa 和-32.1 Pa，相比可以看出，防爆離心風機 加米字形集流器導流效果比普通圓弧形集流器好。但是同流量下，普通圓弧形集流器比加米字形集流器風機壓差大，有效值大2 366 Pa，風機全壓差加米字形比普通圓弧形小2 350.8 Pa，減少的這部分能量用于摩擦發熱。說明集流器經過改造提高了粉塵流的導流能力，提高了風機的性能。

本文對掘進工作面防爆離心風機集流器結構進行了改進研究。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，為了揭示防爆離心風機內的流場特性，對風機進行全三維數值模擬。并對改進前、后的結構的集流器導流效果做了理論分析。然后應用Fluent 流體軟件對其進行了數值建模分析， 充分認識離心分機內部流場流體的流動規律，并得到集流器及整個風機的壓力云圖，截面所受阻力云圖，并取點做了統計分析。研究結果表明：防爆離心風機加米字形集流器使集流器進出口壓差增加，明顯地起到對粉塵流場的導流作用。但是集流器由于增加米字形支撐架，造成集流器截面的摩擦力增大，消耗了風機的一部分動能。但對大型除塵離心風機總體來看，采用該結構大大減少制造難度和加工成本，提高了經濟效益。

本文以防爆離心風機為研究對象，對4 種組合方式的消聲蝸殼進行了試驗測量，研究了每一種組合的降噪效果及對風機氣動性能的影響。在實際工作中，不能孤立、片面地把振動的原因歸結于某一項因素，也有可能是這四種因素共同作用的結果。試驗在符合ISO3745 標準的半消聲室中進行，其四周墻壁及屋頂均裝有消聲尖劈，消聲室截止頻率100 Hz，本底噪聲為26 dB( A) 。試驗裝置和測試系統按照國家標準GB/T1236－2000《工業通風機用標準化風道進行性能試驗》和GB/T2888－91《防爆離心風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法》的要求設計、制造、測試。防爆離心風機進氣口端連接符合GB/T 1236 規定的風機性能試驗進氣試驗裝置。使用智能壓力風速風量儀測出PL3 位置的靜壓和PL5 處的流量壓差，然后再根據其他測量的數據算出風機全壓和靜壓試驗裝置。

試驗采用進口堵片方式調節流量，從大流量至小流量共選取8 個工況點，分別測試每個工況點的風機流量、壓力、功耗和噪聲。目前國內外學者對離心風機蝸殼型線的研究，主要集中在尋找能真實反映蝸殼內流體流動狀態的設計方法。后計算風機標況下流量、全壓、全壓效率、總A 聲級。本試驗風機的結構簡圖，在風機蝸板和前后蓋板上可分別固定穿孔鋼板，穿孔板與蝸殼本體之間形成10 mm 的空腔，空腔內填充超細玻璃棉，形成消聲蝸殼。以此形成4 種消聲蝸殼組合: A 組合，周向蝸板有消聲層;B 組合，蝸殼后蓋板有消聲層; C 組合，周向蝸板和后蓋板有消聲層; D 組合，周向蝸板和前蓋板有消聲層。選用的穿孔板采用板厚1 mm，孔徑6 mm，穿孔率約為22%。各種加裝吸聲結構組合，風機蝸殼內部的通流結構尺寸和原風機一致。

將建立好的防爆離心風機三維模型導入ICEM 軟件進行混合網格的劃分。由于有梯度擴散項，模型k-ε方程為橢圓形方程，故其特性同其他橢圓形方程，需要邊界條件：防爆離心風機出口或對稱軸處k/n0和/n0。其中進出口和葉輪區域采用結構化網格，而蝸殼部分由于其內部結構復雜，尤其是電動機周圍結構并非規則模型，故采用適應性較強的非結構化四面體網格，具體網格如圖3 所示。綜合考慮動靜耦合區域對數值模擬預測結果的影響，在進行網格劃分時，對邊界層進行加密處理，其較低網格質量雅克比[14]在0.3 以上。為了保證數值計算結果的準確性，避免網格誤差對其模擬結果造成影響，對防爆離心風機進行網格無關性驗證，如表1 所示。綜合考慮計算精度和計算效率可知，當網格數為25 萬左右時預測結果較為合理，終確定整個計算域的網格數為2513558。k-ε 模型作為為普遍有效的湍流模型，能夠計算大量的各種回流和薄剪切層流動，被廣泛應用于各類風機的數值求解計算中。

由于有梯度擴散項，模型k-ε 方程為橢圓形方程，故其特性同其他橢圓形方程，需要邊界條件：防爆離心風機出口或對稱軸處k / n0和/ n0。可以看出，不同工況下，A型消聲蝸殼的降噪效果不同，防爆離心風機在額定工況點附近，降噪效果好。但上述邊界條件只針對高雷諾數而言，在固體壁面附近，流體粘性應力將取代湍流雷諾應力，并在臨近固體壁面的粘性底層占主要作用。而多翼離心風機由于結構尺寸小、相對馬赫數低，氣體黏性力在流體流動過程中起重要作用，因此，在實際運用過程中，標準k-ε 模型由于未充分考慮粘性力的影響，導致計算模型出現偏差。運用Visual C 將上述修正函數編寫為UDF代碼，并導入Fluent 內置Calculation module。為符合實際運行狀態，防爆離心風機進出口邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。后以CFD 計算的定常結果作為初始條件，進行非定常數值計算。