含尘离心风机不同叶型磨损特性的可视化实验研究

通过对工程上常用的几种叶型进行较系统的磨损可视化实验研究,揭法了不同叶型的磨损规律和特性,为工程实践提供了有益的参考。     

离心通风机整机损失数学模型的研究及优化

采用两类相对流面的三元流动理论，即准三元流动理论，求解出离心通风机中叶轮、蜗壳等主要元件流道中速度分布的规律，建立起依赖于此速度分布的损失计算公式。考虑各项损失之间的相互关联影响，建立起一个包含２６个风机整机损失数学模型。利用民的后向式离心通风机的试验数据，采用最优化的方法确定损失模型中的各有关系数。并通过实验检验此模型的可靠性，结果是令人满意的。     

离心通风机内泄漏流量分析及结构改进研究

叶轮前盘与进风口之间的间隙导致出现内泄漏现象,是离心通风机不可避免的一种损失。通过对高、中、低压离心通风机的内泄漏流量进行计算,发现内泄漏系数β内明显大于通常设计的预计范围,所以设计计算中不应忽略内泄漏流量的影响。本文还建议用叶轮流量来计算与叶轮有关的气动和结构参数,以确保得到更准确的风机设计和流动分析结果。另外,工程实践证明:通过加装环状密封弹片可以减小离心通风机的内泄漏损失,使不同类型的离心风机效率分别提高1%~5%,且其结构简单、制造安装方便、运行安全可靠,可以考虑在工业离心通风机推广应用。     

离心通风机整机损失数学模型的研究及优化

采用两类相对流面的三元流动理论,即准三元流动理论,求解出离心通风机中叶轮,蜗壳等主要元件流道中速度分布的规律,建立起依赖于此速度分布的损失计算公式。考虑各项损失之间的相互关联和影响,建立起一个包含２６个系数的风机整机损失数学模型,利用已有的后向离心通风机的试验数据,采用最优化的方法确定损失模型中的有关系数。通过试验检验了此模型的可靠性。     

离心通风机内部流场的数值分析

针对离心通风机内部流动损失大、效率低的问题,利用有限元软件对风机内部流场规律进行了研究。首先以风机ME103为例进行了进气试验测试,确定了FLUENT流体仿真所需的边界条件,运用UG软件建立了风机的三维流道模型,用ICEM软件进行了网格划分,经FLUENT解算得到了ME103内部流场的三维数值模拟结果;然后将ME103仿真流场的出口速度与试验数据进行了对比,得到了两者基本吻合的结果,验证了数值分析结果的可靠性;最后通过对工况流量与非工况流量下离心通风机内部仿真流场的分析,获得了风机内部流场的规律,提出了该风机性能优化的方案。研究结果表明:将进气试验测试与数值分析结合的研究方法,可以进一步阐述风机内部流场的特性,为同系列高效离心通风机设计及制造提供指导。     

双级离心通风机设计与分析

为了研究双级离心通风机的设计方法、探索离心通风机在两个叶轮串联情况下内部流动的特点与规律,本文设计了一台双级离心通风机,对其进行整机三维不可压缩粘性流动数值研究,并对双级离心通风机在三种典型工况下的内部流动及弯管的流动特性进行分析。结果表明:该风机最高效率可达到0.805,稳定工况范围宽;两级叶轮内部流动规律相类似,压力变化趋势一致,并逐级递增;当发生失速时,两级风机几乎同时发生失速;连接第一级出口和第二级进口的半圆形弯管,压力损失小,该弯管设计可成为一种推荐的设计形式。     

基于数字模拟方法的离心通风机性能优化设计

通过对基于数字模拟的离心通风机性能优化设计分析,原型叶轮在流道内出现压力的波动和反复,优化后的等减速叶型虽然没有完全消除波动和反复,却大大降低了波动的幅度和反复的次数,静压和相对速度子午分量梯度变化均匀有规律,出口速度分布更加均匀,在尾流与主流气流相互掺混所产生的能量损失和熵增比较小,是等减速叶型效率高的机理之一。     

通风机流通特性测试中进、排气风室测量结果的实验研究

利用GB/T 1236-2000规定的A型排气风室和进气风室对离心风机和轴流风机分别进行性能测试对比,研究流量、静压、总压及风机效率等试验结果存在的差异和分布的规律.通过大量实验,在仔细分析实验数据的基础上给出相应的结论,并运用流体力学和流体机械的基本理论和原理对结论进行分析.     

离心通风机变宽度设计的研究

本文通过数值模拟对4-72№4.5A型直叶片离心通风机进行了变叶轮出口宽度的设计研究,研究发现离心通风机最高效率点的流量和压力随着叶轮出口宽度的减小而减小,且流量变化基本呈线性变化。其中效率的变化并没有随着宽度的减小而立即降低,宽度变化率小于20%时依然可以保持较高的效率,大于传统变宽度研究推荐15%的变化范围,并对此结论进行了试验验证。     

离心通风机气动次声特性与控制的研究

探讨了离心通风机气动次声的产生机理，研究了转速、蜗壳声阻抗有进气口障碍物等与离心通风机将声辐射的关系，分析了其影响规律，在此基础上对某窗式空调器离心通风机进行了次声控制。     

电站离心通风机旋转失速的试验研究及特征提取

通过对试验室4—73№8D离心通风机的旋转失速的试验研究，得出了风机性能和失速脉动幅值、频率随旋转失速发展的规律，采用谐波小波对失速动态过程以及弱失速阶段进行了时频分析，提取了特征。试验证实，风机旋转失速边界线与风机最高效率线比较接近，弱失速阶段是应该引起足够重视的运行区域。     

轴流通风机气动次声辐射特性的研究

通过试验研究了轴流通风机次声的指向性，叶轮转速，叶型及叶片尾缘厚度与风机次声辐射的关系，揭示了其次声辐射规律，为轴流通风机次声的控制提供了理论依据。     

小流量工况下通风机进气风室静压测量的研究

利用GB/T1236-2000标准中规定的A型进气风室研究在小流量区域内测试离心和轴流通风机流通特性时,其流场的分布以及在静压测试中出现的问题.通过实验发现在离心风机测量截面上静压存在波动,轴流风机静压沿着径向分布存在差别,分析影响其静压分布的因素并提出相应的对策.     

某压气机静叶叶型气动特性的实验研究

对重燃压气机第七级静叶根、中、顶3个截面的叶型进行了气动性能吹风实验。实验结果表明：叶型损失的主要部分由叶型吸力边的扩压流动产生,合理选择叶型吸力边扩压段的长度与沿扩压段的扩压速率,能够减少叶型损失。在不同冲角下各型面叶型都具有良好的气动特性。     

矿用轴流式通风机的节能运行

通风机是煤矿的主要能耗设备,本文探讨了矿用轴流式通风机的节能问题。分析了容积、机械摩擦和流动三种流体机械能量损失形式,从减少径向间隙、调整风叶个数、改为圆形出风口、降低转速并加大叶片安装角度等方面,提出实现该机经济运行的节能途径。     

离心搅拌机固体颗粒高速搅拌磨损仿真分析

磨损一直是旋转机械中较为主要的失效形式,针对离心搅拌机在高转速工况下的自身磨损问题,通过离散元素法建立了离心搅拌固体颗粒接触磨损模型,定量的研究了不同转速对搅拌机叶片和腔体的磨损特性影响。首先通过相对磨损模型确立了搅拌机腔体和叶片最大磨损部位和接触力的大小;然后使用磨损深度模型分析了高转速工况下叶片与腔体磨损量的大小。最终研究表明：搅拌机腔体最大磨损位置在上壁面处,搅拌叶片最大磨损位置在搅拌刀刀头部位,搅拌叶片接触力和磨损量大于腔体内壁,转速越高,搅拌机的接触力和磨损量越大。该结论可为离心搅拌机的搅拌时间和搅拌速度等工作参数设定和疲劳寿命预测提供参考。     

多工况离心通风机的气动方案设计与验证

为解决CRH5型高寒动车组牵引辅助变流器风机国产化应用,以一种多工况离心通风机为研究对象,针对应用于动车组特殊使用条件,利用流体计算软件FLUENT,对该离心通风机的气动方案进行了设计及试验验证。通过合理选择叶轮直径、叶片进出口角度和最优化匹配集流器、蜗壳等方法,以提高整机高效工作范围,使之满足使用需求。研究结果表明:该离心通风机具有多工况、高效、低噪的气动性能优点,各项技术指标达到国外同类产品的水准,成功实现该产品国产化。     

2005年上海市机械工程学会流体机械专业学术年会征文通知

1概况为了提高流体机械专业技术水平,加强行业技术与学术的交流与发展,更好地促进流体机械领域各行业的科学与技术进步,上海市机械工程学会、流体工程专业委员会、《流体机械》杂志社、上海市通用机械技术研究所定于2005年11～12月在上海市共同主办上海市机械工程学会流体机械专业学术年会。2征文内容有关流体机械工程专业领域科研、试验、工程应用、新产品、新工艺等技术成果。3时间安排请论文作者于2005年4～7月将初稿送交或寄往学会秘书处(请自留底稿),由学会审核后将意见尽快反馈给作者,通过审核的论文将由学会推荐公开发表。学会秘书处…     

Y4-73离心通风机叶轮的高比转速优化设计研究

为了提高Y4-73离心通风机在大流量工况运行时的气动性能,在原通风机蜗壳不变的基础上,优化设计了一种高比转速叶轮,结合试验和数值模拟对其气动性能进行分析并研究了3种不同叶型对该风机性能的影响。研究结果表明,与改进前相比,高比转速离心通风机最高效率点向大流量工况偏移,虽然风机最高效率点的效率较原风机降低了3%,但在实际应用的大流量设计工况下,效率提升了10%。在此工作点下,改进后的高比转速叶轮与原蜗壳匹配性更好,叶片负荷提高,在靠近蜗舌和叶轮前盘处的流态有较大改善。当风机叶片为板型时,在设计工况下效率较薄翼型风机提升了1%。板型叶轮叶道内的流动分离现象有所减弱,尾迹损失小,叶轮出口气流角较大,使得叶轮出口处有效通流面积增大,从而提升了叶轮的做功能力,同时减小了蜗壳内的流动损失。     

应用几何遗传算法对叶栅进行改进设计的研究

几何遗传算法由于其独特的变量染色体表达和简易的编解码方式特别适合于对具有封闭轮廓线的形状优化问题的求解 (如翼型叶片的优化设计等 )。本文首次将几何遗传算法应用于流体机械中离心扩压器叶栅叶型的改进设计 ,所取得的结果令人满意。