对旋风机变转速下叶片空气动力特性研究
发布时间：2020-02-28 17:55
【摘要】：对旋风机是轴流风机中一个比较特殊的方案，两级叶轮都由电机直连进行驱动，一级与二级叶轮相互作为动叶。相对于普通轴流风机，其具有结构紧凑、运行效率较高、反风性好的特点。近年来被广泛的使用在隧道、矿井、地铁、铁路中。对旋风机运行过程中，，作为直接介质的叶片受到空气动力、离心力、驱动力等共同作用，叶片空气动力引起的转矩脉动直接影响着驱动电机电磁转矩。详细的分析空气动力对叶片结构和电机的影响尤为重要。 首先，本文以一台型号为FBD5.0/2×7.5矿用对旋局部通风机作为研究对象，在具体分析该型风机结构的基础上，采用SolidWorks软件与Gambit软件进行了模型的绘制。 其次，阐述了对旋风机的结构、运行原理。在具体分析实验数据的基础上，采用Fluent软件对该对旋风机内部流场进行了仿真，分析了对旋风内部流场流动现象和风机两级叶轮压力的分布情况。使用Ansys Workbench软件进行了流固耦合仿真，详细的研究了对旋风机两级叶轮在运行过程中的变形、应力分布，比较了两级叶轮在不同转速匹配下空气压力对叶轮强度的影响。 最后，以2900/2900转速匹配为基础，分析了叶轮流域空气压力的脉动情况，验证了在叶轮区域空气脉动周期中会有一个幅值较大且频率与旋转叶片数成正比的分量。使用参数化分析方法，结合对旋风机两级叶轮转矩变化曲线，研究了负载转矩的脉动对电机电磁转矩和转速的影响。
【图文】：
到较快的加速，以便在空气进入叶轮入口时具有稳定的速度和均匀的压力，其结构如图 2-2 所示。集流器和流线罩能够为风机创造一个合理的入口条件，有利于改善风机运行性能，提高全压水平和减小湍流失速。实践证明，设计合理的集流器和流线罩能够提高风机全压约 10%~12%及提高全压效率约10%~15%，而且有流线罩的通风机流量也可以提高 10%左右，流量系数也要增加一些。扩散器是为了降低轴流风机出口气流速度而设计的，一般由扩散筒和整流体组成，扩散筒和消声材料组成扩散器外壳，扩散器内部带有锥形的整流体，其结构如图 2-3 所示。轴流风机工作时，出口轴向速度较大，对应的动压约占通风机全压的 40%左右，而离心式通风机出口动压仅仅占风机全压的 8%左右。气流的轴向高速流动产生的动压造成了风机压力损失，降低了风机全压效率，因此在轴流通风机中为了降低出口速度，提高静压及静压效率，需要在风机出口处安装扩散器。不同的扩散筒和整流体组成的扩散器不同，一般有三种形式：尾流锥形整流体和圆筒型扩散筒、尾流锥形整流体和逐渐型扩散筒、尾流锥形整流体和收缩型扩散筒。FBD5.0/2×7.5 型对旋风机采用尾流锥形整流体和圆筒型扩散器。
到较快的加速，以便在空气进入叶轮入口时具有稳定的速度和均匀的压力，其结构如图 2-2 所示。集流器和流线罩能够为风机创造一个合理的入口条件，有利于改善风机运行性能，提高全压水平和减小湍流失速。实践证明，设计合理的集流器和流线罩能够提高风机全压约 10%~12%及提高全压效率约10%~15%，而且有流线罩的通风机流量也可以提高 10%左右，流量系数也要增加一些。扩散器是为了降低轴流风机出口气流速度而设计的，一般由扩散筒和整流体组成，扩散筒和消声材料组成扩散器外壳，扩散器内部带有锥形的整流体，其结构如图 2-3 所示。轴流风机工作时，出口轴向速度较大，对应的动压约占通风机全压的 40%左右，而离心式通风机出口动压仅仅占风机全压的 8%左右。气流的轴向高速流动产生的动压造成了风机压力损失，降低了风机全压效率，因此在轴流通风机中为了降低出口速度，提高静压及静压效率，需要在风机出口处安装扩散器。不同的扩散筒和整流体组成的扩散器不同，一般有三种形式：尾流锥形整流体和圆筒型扩散筒、尾流锥形整流体和逐渐型扩散筒、尾流锥形整流体和收缩型扩散筒。FBD5.0/2×7.5 型对旋风机采用尾流锥形整流体和圆筒型扩散器。
【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】：2015
【分类号】：TD441
本文编号：2583526
【图文】：
到较快的加速，以便在空气进入叶轮入口时具有稳定的速度和均匀的压力，其结构如图 2-2 所示。集流器和流线罩能够为风机创造一个合理的入口条件，有利于改善风机运行性能，提高全压水平和减小湍流失速。实践证明，设计合理的集流器和流线罩能够提高风机全压约 10%~12%及提高全压效率约10%~15%，而且有流线罩的通风机流量也可以提高 10%左右，流量系数也要增加一些。扩散器是为了降低轴流风机出口气流速度而设计的，一般由扩散筒和整流体组成，扩散筒和消声材料组成扩散器外壳，扩散器内部带有锥形的整流体，其结构如图 2-3 所示。轴流风机工作时，出口轴向速度较大，对应的动压约占通风机全压的 40%左右，而离心式通风机出口动压仅仅占风机全压的 8%左右。气流的轴向高速流动产生的动压造成了风机压力损失，降低了风机全压效率，因此在轴流通风机中为了降低出口速度，提高静压及静压效率，需要在风机出口处安装扩散器。不同的扩散筒和整流体组成的扩散器不同，一般有三种形式：尾流锥形整流体和圆筒型扩散筒、尾流锥形整流体和逐渐型扩散筒、尾流锥形整流体和收缩型扩散筒。FBD5.0/2×7.5 型对旋风机采用尾流锥形整流体和圆筒型扩散器。
到较快的加速，以便在空气进入叶轮入口时具有稳定的速度和均匀的压力，其结构如图 2-2 所示。集流器和流线罩能够为风机创造一个合理的入口条件，有利于改善风机运行性能，提高全压水平和减小湍流失速。实践证明，设计合理的集流器和流线罩能够提高风机全压约 10%~12%及提高全压效率约10%~15%，而且有流线罩的通风机流量也可以提高 10%左右，流量系数也要增加一些。扩散器是为了降低轴流风机出口气流速度而设计的，一般由扩散筒和整流体组成，扩散筒和消声材料组成扩散器外壳，扩散器内部带有锥形的整流体，其结构如图 2-3 所示。轴流风机工作时，出口轴向速度较大，对应的动压约占通风机全压的 40%左右，而离心式通风机出口动压仅仅占风机全压的 8%左右。气流的轴向高速流动产生的动压造成了风机压力损失，降低了风机全压效率，因此在轴流通风机中为了降低出口速度，提高静压及静压效率，需要在风机出口处安装扩散器。不同的扩散筒和整流体组成的扩散器不同，一般有三种形式：尾流锥形整流体和圆筒型扩散筒、尾流锥形整流体和逐渐型扩散筒、尾流锥形整流体和收缩型扩散筒。FBD5.0/2×7.5 型对旋风机采用尾流锥形整流体和圆筒型扩散器。
【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】：2015
【分类号】：TD441
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 刘长明;王玉婷;;基于ARM7的80系列风机调速系统设计[J];机械工程与自动化;2012年03期
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1 周忠宁;对旋轴流风机流固耦合特性研究及其基于非线性动力学的应用[D];中国矿业大学;2009年
本文编号：2583526
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