高比转速离心通风机叶轮与蜗壳匹配性研究

发布时间：2023-03-04 11:01

　　离心通风机在工业生产的各个领域具有广泛的应用,同时也是主要的耗能设备。随着社会的进步以及科技水平的提高,在实际应用中,对风机流量的需求增大,使得风机运行时偏离设计工况,效率极大下降,因此在大部分风机节能工程中,通常将原有风机叶轮更换为高比转速叶轮。虽然新开发的高比转速叶轮大幅度提高传统离心通风机的运行效率,但是由于叶轮与蜗壳匹配性不高,导致风机内仍存在较高的流动损失。同时高比转速叶轮旋转时会产生较大的轴向力,影响风机运行的稳定性,增加轴承损耗。因此,对高比转速离心通风机内部流动机理的深入研究是实现优化设计的关键。本文在4-73离心通风机更换高比转速叶轮的基础上,进行全通道非定常数值模拟,并进行试验验证。通过对高比转速离心通风机非定常流场及压力脉动信号的分析揭示了通风机内部流动损失机理,并采用调整蜗壳宽度,叶轮与蜗壳相对位置,蜗壳内增加导流板、叶轮后排侧开平衡孔及增设加强筋等方法对高比转速离心通风机进行优化。主要的研究内容和结论如下:(1)高比转速离心通风机的内部流动损失机理。通过对高比转速离心通风机不同流量工况流场及压力脉动信号的分析发现,损失主要存在于叶轮与蜗壳之中,其中叶轮损失主要...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 离心通风机优化设计研究
        1.2.3 离心通风机轴向力研究进展
    1.3 本论文的研究目的和内容
2 数值计算方法
    2.1 基本理论
        2.1.1 湍流研究方法
        2.1.2 湍流处理方法
    2.2 流动控制方程
        2.2.1 粘性流动的基本方程
        2.2.2 湍流流动的基本方程
    2.3 湍流模型
        2.3.1 雷诺应力模型
        2.3.2 涡粘模型
    2.4 本章小结
3 离心通风机的设计与试验
    3.1 通风机的工作原理
        3.1.1 离心通风机的主要部件
        3.1.2 离心通风机的损失
    3.2 研究对象
    3.3 试验台的设计
    3.4 测量方法及仪器仪表
    3.5 高比转速离心通风机模型
        3.5.0 几何模型及网格划分
        3.5.1 计算模型
        3.5.2 网格划分
        3.5.3 数值模型校核
    3.6 本章小结
4.蜗壳宽度及叶轮中心位置对高比转速离心通风机性能的影响
    4.1 蜗壳宽度及叶轮中心位置方案设计
        4.1.1 蜗壳宽度方案设计
        4.1.2 叶轮中心位置设计
    4.2 蜗壳宽度对风机性能的影响
    4.3 叶轮中心位置对风机性能的影响
    4.4 蜗壳宽度及叶轮中心位置对风机性能影响的机理分析
    4.5 压力脉动分析
    4.6 本章小结
5.不同改型方案对高比转速离心通风机性能的影响
    5.1 叶轮后盘安装加强筋对风机性能的影响
        5.1.1 加强筋位置方案设计
        5.1.2 加设加强筋后对风机性能的影响
    5.2 叶轮后盘开平衡孔对风机性能的影响
        5.2.1 平衡孔位置方案设计
        5.2.2 开平衡孔后风机内部流动分析
    5.3 加装导流板对风机性能的影响
        5.3.1 添加导流板方案设计
        5.3.2 导流板参数对风机性能的影响
        5.3.3 最优方案数值计算结果处理
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文、专利



本文编号：3754168