不同前盤結構形式多翼離心風機性能對比研究(2)

風機廠石家莊風機廠石家莊風機石家莊市風機廠石家莊風機維修石家莊風機銷售

風機性能試驗裝置采用 Ａ 型 － 出口測試驗風室，用多噴嘴組流量計測流量（儀器精度在０． ３％以下）。 本試驗臺是嚴格按照“ＧＢ／ Ｔ１２３６—２０００ － 工業通風機用標準化風道進行性能試驗”由圖６ 可知，試驗所得靜壓值比模擬所得靜壓值大，試驗數據和模擬數據相差最大的工況在流量為 １０ｍ３／ ｈ 附近，模擬數據為 ２００Ｐａ，試驗數據為 ２２０Ｐａ，相差 １０％。 但考慮到模擬數據和試驗數據的趨勢幾乎完全一致，所以認為本文數值模擬所選數學模型、所使用計算方法、邊界條件的設置是合理的，數值模擬結果是可靠的。
5　優化方案和結果討論
５．１　優化方案
２ ３ ＦＬＵＩＤ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹＶｏｌ暢 ４２，Ｎｏ． １，２０１４原型風機是不帶前盤的前向多翼離心風機，由于葉輪不帶前盤，故葉輪前段（靠近蝸殼進口的部分）主要以軸向流動為主；在葉輪中段，葉道內的流動方向向徑向傾斜；在葉輪后段主要以徑向為主。 又因為多翼離心風機的流道比較短，所以風機的負荷主要集中在葉輪后段，風機前段及中段主要起到輸送流體的作用，沒有起到分擔風機負荷的作用。 而且如果風機不帶前蓋板，由于葉輪做功，葉輪出口處壓力要高于葉輪進口處壓力，在靠近前盤處（蝸殼前蓋板處）會有較大的回流，造成風機效率下降。 但如果葉輪加 １００％蓋板，即把葉輪前盤處全部封死，會阻礙氣流的軸向流動，氣流在前盤處軸向轉向徑向轉折時會有較大的氣流波動，故在葉輪出口靠近前盤處會有一個渦流死區，從而降低風機的效率。 所以前蓋板的封閉度（保持蓋板外徑不變，改變蓋板內徑的大小，蓋板的內外經之差與葉輪內外經之差的比值定義為此蓋板的封閉度）從 ０ ～ １００％會有一個最優值，使前盤附近的氣流流動平穩。 基于以上討論，無錐度葉輪確定３ 種方案，此３ 種方案的前盤封閉度依次為：３０％，６０％，１００％。前盤的結構形式有平直前盤、錐形前盤和弧形前盤３ 種。平直前盤葉輪因葉片進口轉彎后分離損失較大，其效率較低，但整個葉輪制造工藝較簡單。 而弧形前盤葉輪的效率較高，但整個葉輪制造工藝復雜。 至于錐形前盤葉輪從效率、工藝則均居中。本文錐度的確定按照能夠保證氣流在進口處平穩轉折為基本原則，并保證流體在流道內沒有擴壓，根據原型風機的幾何尺寸和內流情況，確定錐度為７５． １８° 。 考慮到采用錐形前盤后，在前盤附近葉輪出口到進口的回流會有所加劇，故此錐度為７５． １８° 的葉輪的前蓋板封閉度為 １００％，以最大限度的消弱回流。
５． ２　各方案性能曲線采用與原型風機相同的數值模擬方法，對以上方案進行數值模擬，模擬結果用圖表的方式表現。各方案靜壓曲線如圖 ８ 所示。 由圖 ８ 可知，在小于設計工況流量的區間內，除了方案 ３０％外，其他各方案的靜壓值相差不大，都集中在 １９０～ ２１０Ｐａ 區間，在初始流量２． １ｍ３／ ｈ 下，方案３０％的靜壓值為 １８０Ｐａ，與其他方案的靜壓值（２０５Ｐａ左右）偏離比較大。 流量值小于設計工況時，隨著流量的增加，各方案靜壓值保持平穩有增有減。在設計工況點，可以看到靜壓值最高的是方案６０％（靜壓值為 １９６Ｐａ），其次是方案原型與方案３０％（靜壓風別為 １８５ Ｐａ 和 １８７ Ｐａ），再其次是方案１００％（靜壓值為 １７８ Ｐａ），最差的是方案錐形（靜壓值為 １６３Ｐａ）。 在流量值高于設計工況流量的區間，隨著流量的增加各方案出現較大差異：雖然各個方案的靜壓值隨著流量的增大都在減小，但是方案６０％、方案 ３０％、方案原型的靜壓變化相對較為平穩，但方案 １００％和方案錐形的靜壓急劇減小，尤其在流量為 ２６． ２ｍ３／ ｈ 時， 方案１００％和方案錐形的靜壓值降到１９Ｐａ 和 ６Ｐａ。