不同葉片翼型可逆轉(zhuǎn)地鐵軸流通風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬

本文詳細(xì)研究了動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)葉片安裝及調(diào)整施工工藝,在保證葉片安裝精度的要求下適度簡化了動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)的葉片安裝調(diào)整工藝,并以小結(jié)的方式歸納了動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)葉片安裝及調(diào)整施工過程中切實(shí)符合安裝現(xiàn)場的施工要點(diǎn)。

分析了礦用軸流通風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)的基本方法,對葉片扭曲規(guī)律進(jìn)行了討論。建立了礦用軸流通風(fēng)機(jī)bk40-4-no10的風(fēng)機(jī)模型,對其葉輪進(jìn)行設(shè)計(jì),并對三種不同變環(huán)量指數(shù)葉片的軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了風(fēng)壓、功率和全壓效率與質(zhì)量流量的變化曲線,以及這三個(gè)參數(shù)隨不同變環(huán)量指數(shù)的變化趨勢。通過分析比較,得出了這種通風(fēng)機(jī)比較理想的變環(huán)量指數(shù)取值。

探討了軸流通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法,并用于煤礦防爆主扇軸流通風(fēng)bk40-4№10的節(jié)能降耗改造,保持原通風(fēng)機(jī)的集流器、機(jī)殼、擴(kuò)散筒不變,重新設(shè)計(jì)了通風(fēng)機(jī)葉片,并應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)軟件模擬了風(fēng)機(jī)的性能。

通過計(jì)算流體力學(xué)(cfd)方法對軸流通風(fēng)機(jī)葉片的流場進(jìn)行了虛擬樣機(jī)的數(shù)值模擬,不僅得到了流場的工作特性數(shù)據(jù),而且提出了對葉片葉型的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,并通過真實(shí)樣機(jī)的試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值模擬分析的正確性和改進(jìn)設(shè)計(jì)的可行性。最后,還對數(shù)值模擬與真實(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的差異原因進(jìn)行了討論。

以礦用軸流通風(fēng)機(jī)葉片為研究對象,建立了葉片的三維有限元模型。經(jīng)過模態(tài)分析,得出了葉片在靜止時(shí)以及流場中旋轉(zhuǎn)時(shí)的前6階固有頻率和模態(tài)振型。結(jié)果表明:葉片在流場中旋轉(zhuǎn)時(shí)模態(tài)頻率較靜止時(shí)有提高,模態(tài)振型不變。計(jì)算結(jié)果為軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)一步的動(dòng)力學(xué)分析提供了參考。

建立礦用兩級(jí)軸流通風(fēng)機(jī)流場模型,選用rngk-ε湍流模型、simple算法和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,通過求解三維n-s方程對流場進(jìn)行數(shù)值模擬。揭示了軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的基本特性,主要分析風(fēng)機(jī)內(nèi)特定面的壓力場、速度場、渦量場及壓力脈動(dòng)分布?？蔀轱L(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。

以cfd理論為依據(jù),借助fluent軟件對對旋軸流通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,分析了在不同工況下其內(nèi)部的流動(dòng)情況,研究了風(fēng)機(jī)流量對兩級(jí)葉輪之間流場的特性的影響。

借助fluent流動(dòng)分析軟件,根據(jù)計(jì)算流體力學(xué)理論,對一單級(jí)后置導(dǎo)葉軸流通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場進(jìn)行了全三維數(shù)值模擬,同時(shí)求解了葉輪、導(dǎo)葉(動(dòng)區(qū)/靜區(qū))流場,獲得了風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場中重要的流動(dòng)細(xì)節(jié)及規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上對該風(fēng)機(jī)進(jìn)行了流線型優(yōu)化設(shè)計(jì),使全壓效率從74.12%提高到了77.11%。

利用理論計(jì)算方法以及fluent軟件對軸流通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散筒的擴(kuò)散損失進(jìn)行了研究。擴(kuò)散筒的數(shù)值模擬部分對兩種結(jié)構(gòu)型式的擴(kuò)散筒進(jìn)行了多工況點(diǎn)的數(shù)值模擬。結(jié)果表明:擴(kuò)散筒的擴(kuò)散效率隨著工況的變化而變化,對于同一當(dāng)量圓錐擴(kuò)散筒,當(dāng)芯筒的結(jié)構(gòu)采用錐筒而外筒的結(jié)構(gòu)采用圓筒時(shí),其擴(kuò)散效率較好。

針對礦用局扇對旋風(fēng)機(jī),建立了三維整機(jī)全流場幾何模型,采用四面體非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格進(jìn)行空間離散,完成了整機(jī)的數(shù)值計(jì)算。主要分析了風(fēng)機(jī)內(nèi)部特定面處的壓力場和速度場的分布規(guī)律,揭示了軸流風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的基本特性。研究結(jié)果可為風(fēng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供借鑒,對提高軸流風(fēng)機(jī)的整機(jī)性能具有重大意義。

針對煤礦軸流通風(fēng)機(jī)葉片斷裂的情況,運(yùn)用高倍掃描電鏡的試驗(yàn)觀察方法,進(jìn)行了葉片斷口分析。建立了通風(fēng)機(jī)葉輪葉片的三維模型,采用有限元仿真的方法完成了葉輪的模態(tài)分析及應(yīng)力分析,提取了不同振型下的振動(dòng)頻率。該分析方法為葉片的強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù),對振動(dòng)噪聲控制具有重要參考意義。

以軸流通風(fēng)機(jī)玻璃銅葉片為例，分析了葉片重量和重心距離偏差過大的原因，提出了制作過程中控制玻璃鋼葉片重量靜力矩的方法。

為了提高軸流通風(fēng)機(jī)的效率和降低噪音,用離散復(fù)合形法對軸流通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,采用主要目標(biāo)法處理多目標(biāo)優(yōu)化問題。實(shí)例計(jì)算表明,用離散復(fù)合形法的優(yōu)化設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有較大優(yōu)越性。

本文分別使用多參考坐標(biāo)系法、混合平面法和滑移網(wǎng)格法3種方法,對一臺(tái)單級(jí)高壓軸流風(fēng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的性能及內(nèi)部流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過計(jì)算,得出了風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)和內(nèi)部流場特征,重點(diǎn)分析了在風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場為跨音速時(shí)3種方法的特點(diǎn)和區(qū)別。

以礦用對旋式軸流通風(fēng)機(jī)前后兩級(jí)葉片為研究對象,應(yīng)用響應(yīng)面法(rsm)和三維流場分析對礦用對旋式軸流通風(fēng)機(jī)前后兩級(jí)葉片彎掠參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先定義礦用對旋式軸流通風(fēng)機(jī)前后兩級(jí)葉片彎掠參數(shù),然后以礦用對旋式軸流通風(fēng)機(jī)前后兩級(jí)葉片的彎、掠角為設(shè)計(jì)變量,以通風(fēng)機(jī)全壓效率最大化為優(yōu)化目標(biāo),建立前后兩級(jí)葉片的彎、掠角與通風(fēng)機(jī)全壓效率的響應(yīng)面模型,最后對各參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明,通風(fēng)機(jī)全壓效率提高了1.64%,通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能得到進(jìn)一步改善。

對旋軸流通風(fēng)機(jī)葉片斷裂現(xiàn)象多發(fā),常常影響通風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行及工作面的安全生產(chǎn)。分析對旋軸流通風(fēng)機(jī)葉片斷裂原因,提出葉輪參數(shù)設(shè)計(jì)的改進(jìn)方案;改進(jìn)前后通風(fēng)機(jī)參數(shù)對比后,分析了改進(jìn)后通風(fēng)機(jī)效果,以此為依據(jù),得出參數(shù)設(shè)計(jì)改進(jìn)方案是否可行的結(jié)論。

對某商用對旋軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)工況附近多個(gè)工況,分別采用單通道定常流和整機(jī)非定常流模型進(jìn)行了氣動(dòng)性能的數(shù)值預(yù)估,并和實(shí)測結(jié)果對比,探討了這兩種數(shù)值模型用于對旋軸流通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能預(yù)估的可行性。

軸流式通風(fēng)機(jī)安裝質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定記錄 單位工程名稱分部工程名稱施工部位 施工單位項(xiàng)目經(jīng)理技術(shù)負(fù)責(zé)人 分包單位分包單位負(fù)責(zé)人分包項(xiàng)目經(jīng)理 主 控 項(xiàng) 目 編 號(hào)檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 施工單位自檢記錄 監(jiān)理（建設(shè)） 驗(yàn)評(píng)結(jié)果 2設(shè)備必須符合設(shè)計(jì)要求及其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 3設(shè)備基礎(chǔ)必須符合設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定 4葉片校正 5軸承的徑向和軸向間隙 6葉輪與主體風(fēng)筒的間隙 7風(fēng)機(jī)葉輪與殼體不得發(fā)生碰擦現(xiàn)象 一 般 項(xiàng) 目 8地腳螺栓安裝 9墊鐵組安裝 10風(fēng)筒連接 項(xiàng) 次 項(xiàng)目 允許偏差 （mm） 施工單位自檢記錄 11 1安裝基 準(zhǔn)線 與建筑物軸線距離±20 2 與設(shè)備平面位置±10 標(biāo)高+20-10 3傳動(dòng)軸水平度0.2/1000 4 風(fēng)機(jī)的水平度橫向0.1/1000 縱向0.1/1000

表6.2 軸流式通風(fēng)機(jī)安裝質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定記錄 單位工程名稱分部工程名稱施工部位 施工單位項(xiàng)目經(jīng)理技術(shù)負(fù)責(zé)人 分包單位分包單位負(fù)責(zé)人分包項(xiàng)目經(jīng)理 主 控 項(xiàng) 目 編 號(hào)檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 施工單位自檢記錄 監(jiān)理（建設(shè)） 驗(yàn)評(píng)結(jié)果 2設(shè)備必須符合設(shè)計(jì)要求及其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 3設(shè)備基礎(chǔ)必須符合設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定 4葉片校正 5軸承的徑向和軸向間隙 6葉輪與主體風(fēng)筒的間隙 7風(fēng)機(jī)葉輪與殼體不得發(fā)生碰擦現(xiàn)象 一 般 項(xiàng) 目 8地腳螺栓安裝 9墊鐵組安裝 10風(fēng)筒連接 項(xiàng) 次 項(xiàng)目 允許偏差 （mm） 施工單位自檢記錄 11 1安裝基 準(zhǔn)線 與建筑物軸線距離±20 2 與設(shè)備平面位置±10 標(biāo)高+20-10 3傳動(dòng)軸水平度0.2/1000 4 風(fēng)機(jī)的水平度橫向0.1/1000 縱向0.

cz系列船用軸流通風(fēng)機(jī) .cz-30a船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-30b船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-35a船用軸流通風(fēng)機(jī) cz-35b船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-40a船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-40b船用軸流通風(fēng)機(jī) cz-50a船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-50b船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-50c船用軸流通風(fēng)機(jī) cz-60船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-70a船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-70b船用軸流通風(fēng)機(jī) cz-75船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-80a船用軸流通風(fēng)機(jī)cz-80b船用軸流通風(fēng)機(jī) cz系列艦船用軸流通風(fēng)機(jī)概述： cz系列艦船用軸流通風(fēng)機(jī)可輸送含有鹽霧的海洋空氣和含有油霧、蓄是匯：然蒸發(fā)形成 的少量酸蒸氣等腐蝕性空氣。通風(fēng)機(jī)適用于船舶上各種艙室的通風(fēng)換氣、鍋爐通風(fēng)、了可適用玩 其他適當(dāng)?shù)膱龊稀?通風(fēng)機(jī)是按照國際gb/t11864-89《艦船用軸流通風(fēng)機(jī)》和現(xiàn)行《艦船建造規(guī)范》設(shè)計(jì)制造的。 cz系列艦船用

通過闡述軸流通風(fēng)機(jī)失速和喘振的機(jī)理,并分析實(shí)際生產(chǎn)中軸流通風(fēng)機(jī)失速和喘振的發(fā)生過程,最終給生產(chǎn)運(yùn)行人員提出了處理該故障的方法。

采用流場結(jié)構(gòu)分析和葉片造型調(diào)整結(jié)合的全三維優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對可逆式軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并對樣機(jī)進(jìn)行了性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明:在不改變風(fēng)機(jī)外徑、轉(zhuǎn)速和間隙的情況下,風(fēng)機(jī)的性能得到大幅改善.風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場合理,沒有明顯的分離和回流;風(fēng)機(jī)的性能曲線比較平滑,變工況性能好;經(jīng)性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,優(yōu)化設(shè)計(jì)后的風(fēng)機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求.