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從誤差曲線可以看出,離心風機計算值與原測量值之間的誤差小于小流量條件下的誤差。全壓計算的誤差為8.1%,效率計算的誤差為3.6%,誤差較小。因此,所采用的數(shù)值計算方法更為準確,可用于風機的改進和設(shè)計。為了研究斜槽風機內(nèi)部的壓力分布和速度分布,分析斜槽風機在不同工況下的內(nèi)部流動,找出了3.4段斜槽風機效率急劇下降和設(shè)計工況效率低下的原因。橫截面是在葉輪出口寬度處創(chuàng)建的,該寬度垂直于葉輪旋轉(zhuǎn)軸,等于葉輪出口寬度。由于葉輪轉(zhuǎn)動,離心風機葉輪進口產(chǎn)生較大的負壓值,使空氣從集塵器進入葉輪。在葉輪中,由于葉輪的轉(zhuǎn)動和葉片對氣體的作用,葉輪內(nèi)部沿徑向由內(nèi)向外移動,總壓值逐漸增大。總壓在葉輪出口外緣和葉片壓力面上。由此可見,由于葉輪旋轉(zhuǎn)的離心力,高壓離心風機,沿離心風機葉輪的徑向,葉輪內(nèi)的速度由內(nèi)向外逐漸增大。通過截取葉輪出口的圓形截面,觀察截面上的徑向速度值,可以觀察到離心風機普遍存在的尾流結(jié)構(gòu)。離心風機葉片壓力面附近的徑向速度值較大,形成射流區(qū);葉片吸力面附近的徑向速度值較小,形成尾跡區(qū)。
研究結(jié)果表明,離心風機葉片結(jié)構(gòu)復雜,不僅使風機難以加工,而且增加了風機內(nèi)部的流動損失,降低了風機的效率。為了提高離心風機的總壓和效率,對斜槽離心風機進行了改進和設(shè)計。采用數(shù)值計算方法對斜槽離心風機的內(nèi)部流動進行了分析,并根據(jù)內(nèi)部流動規(guī)律進行了相應(yīng)的改進和設(shè)計工作。通過查閱大量的離心風機優(yōu)化設(shè)計文獻,深入了解風機不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對風機內(nèi)部流動特性的影響,并采用數(shù)值計算方法建立風機三維模型,劃分網(wǎng)格,離心風機采用n-s方程,結(jié)合w。利用sstk-u湍流模型,模擬了斜通道風機的原型。通過對樣機計算結(jié)果與原始測量數(shù)據(jù)的比較,詳細分析了sstk-u湍流模型的精度,為離心風機數(shù)值計算選擇湍流模型提供了-的參考。通過觀察風機不同截面的等值線和流線圖,分析了風機的內(nèi)部流動特性,為離心風機的改進提供了思路。在斜槽離心風機樣機的基礎(chǔ)上,提出了三種改進方案:向內(nèi)延長風機短葉片可減少短葉片吸力面分離,棗莊離心風機,提高風機效率2.3%;增大風機葉輪旋轉(zhuǎn)直徑可提高總壓。風機的壓力值,效率基本不變,增大蝸殼舌與風機葉輪之間的間隙,可使風機總壓值提高到4711pa,效率提高2.1%。
可以看出,離心風機樣機長、短葉片的吸力面不僅產(chǎn)生分離現(xiàn)象,而且產(chǎn)生兩個渦,箱式離心風機,設(shè)計工況下設(shè)計風機長、短葉片的吸力面存在一些分離現(xiàn)象,但沒有明顯的分離現(xiàn)象。產(chǎn)生了美國漩渦。通過比較兩種方法的流線圖可以看出,所設(shè)計的風機的整體流動性能得到了很大的提高,設(shè)計的風機的效率得到了很大的提高。為了計算風機內(nèi)部的氣動噪聲,采用瞬態(tài)計算方法對離心風機內(nèi)部的流場進行了計算。風機的瞬態(tài)計算過程如下所述。瞬態(tài)計算的收斂性判斷。在離心風機瞬態(tài)計算過程中,每一時間步都相當于一個穩(wěn)態(tài)過程。因此,有--計算在每個時間步的收斂性。瞬態(tài)計算過程中存在內(nèi)迭代的概念,內(nèi)迭代的原理與穩(wěn)態(tài)解的原理相同。內(nèi)部迭代次數(shù)可以通過模型樹節(jié)點的運行計算面板中的參數(shù)maxiteration/timestep來設(shè)置。瞬態(tài)計算時間步長的確定是瞬態(tài)解的關(guān)鍵步驟。時間步長設(shè)置不當會導致一系列問題。如果時間步長太大,一個時間步長很難收斂和發(fā)散,時間分辨率太低。如果時間步長太小,迭代次數(shù)會增加,計算開銷也會增加。因此,設(shè)定合理的時間步長是非常重要的。離心風機采用公式計算時間步長。設(shè)置原則是風機轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一次。
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