对旋风机变工况下性能分析与两级电机功率匹配研究

发布时间：2017-09-02 12:25

  本文关键词：对旋风机变工况下性能分析与两级电机功率匹配研究

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【摘要】：对旋风机为旋转叶轮机械，是近年来随着科技的发展，广泛应用于地铁、煤矿、铁路、船舶等领域的通风换气设备。相比于普通的轴流通风机，它具有反向通风性能好，，运行效率高，整体结构紧凑，便于灵活应用等特点。在对旋风机实际运行中，煤矿开采距离的加深和叶片安装角的调整，都会使两级叶轮所提供的风压以及两级电机输出的功率出现不匹配的现象。故借助计算流体动力学技术，采用数值模拟的方法，研究对旋风机内部流体的复杂流动、预测风机性能显得尤为重要。 首先，本论文以FBDCZNo.14矿用对旋风机为例，以对旋风机的基本结构和工作原理为基础，使用三维绘图软件SolidWorks建立对旋风机三维全域流体场物理模型。 其次，介绍了对旋风机性能试验的相关理论，分析试验所得数据，提炼进出口条件。结合试验数据和对旋风机的数学模型，完成基于Fluent流体仿真软件的对旋风机三维全域流体场数值模拟。将仿真结果和试验数据进行对比，验证了本文选用数值模拟方法的准确性。分别改变两级叶轮叶片的安装角，得出五种安装角匹配情况下的压力特性、效率特性以及轴功率特性，观测仿真结果中对旋风机性能参数的变化规律；分别改变两级电机的转速以及两级叶轮的叶顶间隙，研究对旋风机性能参数的变化。 最后，针对在长距离送风状态下，对旋风机风量显著减小，前后两级电机功率匹配难度加大的问题，对两级对旋叶轮性能与两级电动机性能的“线(点对点)”匹配进行研究。给出了随着通风距离的加长，二级电机易烧毁的原因，为两级电机的选择以及对旋风机的高效稳定运行奠定基础。
【关键词】：对旋风机 数值模拟 安装角调整 压力脉动 电机功率匹配
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH43
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题的研究背景和意义10-11
• 1.2 对旋风机国内外研究现状11-12
• 1.3 CFD 技术的发展与应用12-13
• 1.4 本文研究的主要内容13-15
• 第2章 对旋风机空气动力模型15-25
• 2.1 对旋风机的基本结构15-17
• 2.2 对旋风机的工作原理17-18
• 2.3 对旋风机的数学模型18-20
• 2.3.1 动量守恒方程19
• 2.3.2 质量守恒方程19-20
• 2.3.3 三维湍流模型20
• 2.4 对旋风机的物理模型20-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 对旋风机性能试验与数值模拟25-42
• 3.1 对旋风机性能试验25-28
• 3.1.1 试验装置25-27
• 3.1.2 数据测量方法27
• 3.1.3 试验结果27-28
• 3.2 性能参数计算28-31
• 3.2.1 流量计算28-29
• 3.2.2 压力计算29-30
• 3.2.3 功率计算30
• 3.2.4 效率计算30-31
• 3.3 对旋风机数值模拟31-41
• 3.3.1 FLUENT 软件概述31
• 3.3.2 物理模型的网格剖分31-33
• 3.3.3 基本假设与边界条件33
• 3.3.4 数值模拟结果分析33-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 风机性能分析及两级电机功率匹配研究42-55
• 4.1 不同工况下风机性能分析42-48
• 4.1.1 相同转速下改变叶片安装角42-44
• 4.1.2 相同安装角下改变叶顶间隙44-47
• 4.1.3 相同安装角下改变电机转速47-48
• 4.2 不同工况点下两级电机功率匹配研究48-54
• 4.2.1 对旋风机电机功率的确定49
• 4.2.2 不同流量工况点两级电机功率匹配情况49-50
• 4.2.3 不同安装角下两级电机功率匹配情况50-54
• 4.3 本章小结54-55
• 结论55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 孟大伟;刘宝文;夏云彦;;顶部间隙对对旋轴流风机性能影响[J];哈尔滨理工大学学报;2016年05期

2 孟大伟;李长年;刘慧敏;王倩;;对旋风机性能数值仿真与实验对比[J];哈尔滨理工大学学报;2015年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 刘慧敏;对旋风机内部流场及气动噪声特性研究[D];哈尔滨理工大学;2016年

2 韩宇;两级转速匹配下的对旋风机性能研究[D];哈尔滨理工大学;2015年

3 侯健;YKK系列中型高压电机流体场与温度场的计算分析[D];哈尔滨理工大学;2015年

本文编号：778546