轴流风机叶片切削改造的仿真分析

发布时间：2017-08-30 00:28

  本文关键词：轴流风机叶片切削改造的仿真分析

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【摘要】：锅炉引风机往往存在因选型不当导致风压富裕度过大,从而耗电量过高的问题。对于选型不当的风机,通过技术改造就可以使其全压与风量适当降低,与管路系统更加匹配,就可以减少因为裕量过大而造成的高耗电量。本文以某电厂耗电量过大的轴流引风机为改造对象,综合考虑风机叶片材质、改造时间与改造成本,切削叶片是一种经济且有效的改造方法。以往的切削叶片改造法有对叶轮整体切削一定高度的方法,或者切削掉部分叶片的方法,本文新提出了一种切削方法,即针对双级动叶可调的轴流引风机,选择部分后动叶叶片削减其叶高。首先,本文给出了详细的测绘风机通流部分的方法以及绘制过程,包括机壳、叶轮、扭曲叶片的测绘及整理的数据。接着根据测绘数据在AutoCAD中建立风机实体三维模型,再导入前处理软件Gambit中,运用布尔运算建立流道模型、划分模型网格以及初步设定边界条件。最后,根据某600MW机组配套轴流引风机的运行数据,在Fluent中完善适当的边界条件,对原型风机进行数值模拟。通过分析Fluent计算得出的速度云图、压力云图及流线图,证实模型的可靠性。再分别对4种改型风机及原型风机设置不同工况的初始条件进行数值模拟,探讨叶片部分顶切对轴流风机的节能改造效果。分析数值计算数据以及性能曲线之后,认为选择部分叶片切削叶高后对风机全压裕量的消减效果比较显著,达到了消裕改造的目的。因为改造之后引风机的轴功率也有所降低,从而减少了该风机的耗电量。对不同切削量的风机进行对比,得出当切削量在一定范围内的时候,全压与轴功率减少的程度随着切削量的增大而增大。本文的相关研究结果对电厂因风机裕量过大导致厂用电量过高而要进行的节能改造有一定的参考意义。
【关键词】：轴流风机 叶片切割 数值模拟 性能分析
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究课题的背景及意义9-10
• 1.2 轴流风机简介10-12
• 1.2.1 轴流风机的发展进程10
• 1.2.2 轴流风机的结构简介10-12
• 1.3 轴流风机的参数简介12-14
• 1.4 轴流风机的研究现状14-16
• 1.5 本论文的主要工作16-17
• 第2章 引风机的测绘与建模17-28
• 2.1 常用叶轮的测绘方法17-18
• 2.1.1 模具测量法17
• 2.1.2 三维坐标扫描仪器法17-18
• 2.1.3 常规测量法18
• 2.2 引风机叶轮的测绘18-22
• 2.2.1 叶轮测量步骤简介18-19
• 2.2.2 测量结果19-22
• 2.3 风机模型的三维构体22-27
• 2.3.1 动叶的三维构体22-24
• 2.3.2 风机中导叶的绘制24-26
• 2.3.3 风机后导叶的绘制26
• 2.3.4 风机整体装配26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 风机Fluent数值模拟28-42
• 3.1 计算流体力学(CFD)概述28-34
• 3.1.2 流动模型28-29
• 3.1.3 SIMPLE算法29-31
• 3.1.4 湍流模型理论31-33
• 3.1.5 边界条件33-34
• 3.1.6 网格划分技术34
• 3.2 Fluent简介34-36
• 3.3 Gambit简介36
• 3.4 原型风机数值模拟36-41
• 3.4.1 原型风机Gambit前处理36-38
• 3.4.2 原型风机Fluent数值模拟38-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 数值计算仿真模拟结果分析42-55
• 4.1 轴流通风机相关参数42
• 4.2 原型风机额定转速的性能模拟42-47
• 4.3 改造后风机的性能模拟47-50
• 4.4 风机改造后与原型风机的对比分析50-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 结论与展望55-57
• 5.1 结论55
• 5.2 展望55-57
• 参考文献57-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果62-63
• 致谢63

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