带进气箱的离心风机导流器调节时性能与噪声特性试验研究

以4-73No8D离心式通风机为对象,对装有分别配合轴向导流器和简易导流器的进气箱的风机在导流器不同开度下进行了风机性能和噪声试验研究。性能试验表明,第1种进气箱结构较为合理,气动性能较好;当风机装有进气箱时,与出口端节流调节相比,采用两种导流器调节均可起到节能作用,且轴向导流器的调节性能优于简易导流器。噪声试验结果表明,风机A声级噪声随效率升高而降低,随导流器开度关小而升高。     

YT系列液粘调速离合器

液粘调速离合器是主要用于大功率风机水泵的调速节能装置。它以粘性液体为介质,依靠主被动摩擦片间的油膜剪切力来传递动力,通过改变主被动摩擦片间的油膜厚度来调节输出转速并兼有离合功能。 目前在变流量运行时,大都采用阀门或挡板节流方式,其节流的功耗是很大的。如一台40kW的离心风机,运行在70％的额定流量时,由于节流造成的压头调节损失竟达15kW左右。若用调速器来调节风机水泵的转速方法来控制流量就可明显的降低电能消耗。根据我们对北京燕山石化公司、苏发南新水泥有限公司     

离心通风机径向调节门不同开度的模拟与分析

调节门是离心通风机常用的一种调节流量的装置。本文分别对某Ⅰ型离心通风机和某Ⅱ型离心通风机进行三维建模,利用CFX软件在调节门不同开度的工况下对该两型风机进行模拟,研究调节门的开度对风机性能的影响。结果表明:径向调节导叶主要有预旋作用和节流作用,可通过改变调节门开度影响气流旋向来达到改变风机运行工况点的目的。     

导流器调节对风机性能影响的数值模拟

以M5-29型离心风机为研究对象,利用计算流体软件Fluent,对不同预旋角度下的离心风机进行数值模拟,分析风机流场及性能的变化,为改善风机运行调节提供指导。模拟结果表明:轴向导流器导叶为正预旋时,随着导叶角度β的增加,风机性能曲线向小流量区域移动,全压与效率下降,最高效率降低,高效率范围变窄,但最高效率点仍有68%;在小流量工况时,随着正预旋角度β的增加,叶轮流道内部的二次流及回流现象得到了有效改善;反预旋角度β为-30°时,气体在进入叶轮时冲击叶轮凹面(非工作面),促使风机叶轮内部产生涡流,效率降低。     

离心通风机旋转失速的特征分析

对采用进口导流器调节的离心通风机的旋转失速问题进行了试验研究，并借助谐波小波对旋转失速的频率、幅值特性及动态过程进行了时频分析和特征提取，揭示了旋转失速发展的规律及对风机性能的影响。     

空调器离心风机内流场的PIV试验与CFD仿真对比分析

采用粒子图像测速仪PIV,对柜式空调室内机离心风机叶轮出口内部流场进行了试验研究,揭示了离心风机沿叶高方向叶轮出口速度分布特性.通过CFD数值分析,得到了柜式空调室内机离心风机叶轮出口流动特性,结合PIV与CFD流场对比,验证了CFD方法的正确性.根据CFD数值模拟结果,获得了离心风机入口与导流圈间隙处的流动特性,并设计了一款新的离心风机,在满足生产装配要求的最小间隙条件下,改善了离心风机与导流圈间隙处的流场,降低紊流噪声,提高叶片在叶轮进口段的利用效率.试验测试表明,新设计的离心风机相比原来的离心风机,在不同转速下,风量略有提升,噪声声压级均可降低1 dB/A,功率下降2～5W,同时风叶重量减轻了350g(26.5％),降低了离心风机成本.     

VPSA制氧系统中离心鼓风机变工况调节规律研究

为提升离心鼓风机的变工况性能,以某真空变压吸附（VPSA）制氧系统中的离心鼓风机为研究对象,采用数值计算的方法分别对转速、扩压器角度单独调节以及二者联合调节时离心鼓风机的性能变化规律进行了研究。结果表明,相较于固定式,联合调节的工作压比范围扩大42%,可以使离心鼓风机在全压比范围内保持高效稳定运行;通过建立效率与转速、扩压器角度、压比之间的函数模型,采用内点法寻优得出了联合调节的最佳控制方案,为离心鼓风机的高效运行提供了依据。最后为验证寻优结果的可靠性,结合离心鼓风机的实际工作压比变化规律,按照最佳控制方案对试验模型的转速与扩压器角度进行联合调节,经测量可使离心鼓风机保持效率为87%以上持续运行。     

离心风机整机准定常流动数值研究

对一离心风机的在设计工况与变工况时整机内部三维粘性流场的数值模拟,捕捉到了离心风机内部许多重要的流动现象,证实了由于蜗壳的非对称性而导致叶轮与蜗壳的相互作用时会引起整个流场非对称的流动特性,对离心风机内流场的压力等参数的分布及叶片所受激振力的分析结果为探讨影响离心风机效率的原因,改进叶型设计,提高效率,扩大运行工况范围等,提供了重要的理论依据。     

含尘离心风机磨损的调节特性

对含尘离心风机变工况运行与叶片磨损关系作了系统的分析,用Lagrange法计算了变工况运行时固粒在叶轮流道中的运动轨迹和叶片表面磨损状况,发现转速变化对大粒径粒子运动产生较大影响,流量变化对小粒径粒子运动产生较大影响,流量、转速同步调节时叶轮磨损形态具有“相仿性”。     

改善离心风机进口气流的试验研究

在对离心风机静止模型的进口流场分析的基础上，通过用导流板进行试验，得到了最佳位置。然后用导流圈在已知性能的风机上进行测试，效率明显提高。     

离心通风机进口与出口节流调节耗电特性试验及结果分析

对某典型离心通风机进行出口与进口节流调节耗电特性的对比试验,得出了与传统观点相反的结果;分析了由于通风机进口节流使通风机入口处的流场变化,导致风机性能曲线改变的原因,论证了试验结果的正确性。     

调速型液力偶合器

调速型液力偶合器具有柔性传递动力的特点,与风机、水泵类等离心机械匹配时可使电机空载启动、运行平稳,提高电网的功率因素,可便原动机在恒速状态下,无级调节工作机转速,能使风机、水泵类等离心机械在系统中始终处于优化工况运行,提高了上述机械运行的安全性。应用液力偶合器调速比用传统的闸阀调节流量有不可比拟的大量节电的优点,运行工况的不同,每台节电率可达20％—40％,以     

采用分组模型的高比转速离心风机改进设计

为了提升某高比转速离心风机的气动性能,采用分组设计的方法,结合试验和数值模拟依次对原始风机的叶轮、蜗壳和集流器进行了改进设计。结果表明：叶轮前盘型线对高比转速离心风机的气动性能影响较大,仅对叶轮前盘型线改进设计后,风机的全压和效率分别提升了9.64%和8.91%;双圆弧叶片相较于单圆弧叶片具有更高的设计自由度,可实现对叶轮内部流动更加精细的控制,当双圆弧叶片的相对半径系数和相对叶片角系数分别取0.7和0.3时,全压效率值为87.43%;经过分组改进设计后的风机在设计工况下的全压和全压效率较原始风机分别提升了17.84%和12.79%,最高效率值为88.58%,内部流场得到优化,流动损失明显减小,性能得到全面提升。采用分组模型的改进设计方法可以有效地提升离心风机的气动性能,具有实际工程应用价值。     

对旋式轴流风机变转速匹配性能研究

采用全圆周数值模拟方法,研究了双级对旋式轴流风机的变转速匹配特性。在四种转速匹配方案下,对比分析了风机整机和各级转子的压升、效率和功率特性,进一步深入流场内部,揭示了不同转速匹配下的内部流动特征,并与单通道模拟结果做了对比。对单级转子特性而言,单通道模型和全圆模型间最大的区别在第二级转子,就全压升和效率来说,单通道模拟结果高于全圆周模拟结果。不同转速匹配下的结果均显示,第二级转子性能改变对转速变化更为敏感。除各级转子的良好设计,进口集流器和出口扩散器对提高对旋风机性能也很重要。     

分布式送风空调用多翼离心风机集流器的优化研究

通过对分布式送风空调用多翼离心风机进行CFD分析,对比了几种不同结构型式的集流器,并结合实际测试寻求对多翼离心风机的性能及噪声最佳优化方案的集流器型式。研究结果表明,不同集流器结构型式对多翼离心风机风量、噪声有较大影响。改变集流器的圆弧面导流结构,根据气流进入集流器后流动特性增加的集流器内侧扩口,能提升多翼离心风机风量2.3%;增大集流器内径,当集流器包围住叶片宽度的一半左右时风机风量最佳,即(叶轮外径-集流器内径)≈(叶轮外径-叶轮内径)/2时,多翼离心风机风量最佳;集流器增加内侧挡筋后,叶轮前端面与蜗壳间间隙泄漏量减少,风量提升10.7%,噪声降低1.2 dB。     

压缩空气储能系统用多级离心压缩机进口导叶调节策略研究

压缩空气储能系统在储能过程中,储气装置内部压力不断升高,这要求压缩机在较大压比范围内工作。高效变工况是压缩空气储能系统中压缩机的核心要求,为实现这个设计目标需要采取合适的调节方式及其调节策略。可调进口导叶结构简单,可在工作过程中运行,并可利用伺服装置实现自动化,是目前压缩空气储能系统中压缩机最适合的调节方法之一。本文以压缩空气储能系统中某4级离心压缩机为研究对象,建立了一种适用于多级离心压缩机变工况调节的性能预测方法,采用数值模拟得出单级离心压缩机性能曲线,并编写级性能叠加程序获得整机性能曲线。利用最小二乘法将多级离心压缩机性能数据拟合为多项式函数,采用遗传算法建立了以等熵效率为优化目标,进口导叶开度为优化变量,整机出口压力或者流量为约束条件的可调进口导叶调节策略程序。     

矿井通风系统中轴流对旋式风机两级叶轮转速匹配特性的研究

针对轴流对旋式风机在小流量工况下工作时经常出现二级驱动电机过载而造成的风机损坏以及在大流量下工作时会出现风机二级叶轮的效率低、压升低等问题,通过对通风系统的轴流对旋式风机在不同工况下叶轮叶片的转速进行匹配性研究,获取轴流对旋式风机在不同工况下运行的流量和振动特性。结果表明,当采用轴流对旋式风机风叶两级变转速匹配时能够在确保工作效率的情况下有效的避免二级电机的过载,同时能够提升在大流量工况下轴流对旋式风机的运行效率。     

直接空冷凝汽器换热性能影响因素研究

以内蒙古某电厂为研究对象,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,研究了环境温度、风速、湿度及风机转速对直接空冷凝汽器换热特性的影响。研究表明:来流风速为(13~15)m/s时,总换热量较设计工况降低了(3.2~7.5)%;环境温度对总换热量影响很大,但当环境温度大于15℃时,总换热量下降趋势逐渐变的缓慢;环境湿度对总换热量的影响较小;随着环境风速的增加,各空冷单元风机进口流量整体呈下降趋势,其中迎风侧的第一个风机进口流量降幅最大。     

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。     

CZ-80高效轴流风机的设计和优化

近年来,市场上对高效节能风机的需求越来越大。本文对CZ-80船用风机进行了全面的设计和优化,重点对叶片、轮毂、导流器等关键部件分别进行了设计优化:基于变环量设计方法,采用NACA C4翼型作为基础翼型,针对叶轮轴向尺寸问题和叶片角度调整时叶根间隙问题,设计了球形凹陷轮毂;导流器采用后掠等弧变弦长导叶和锥形导流筒。设计了一款高效风机,采用C型和D型测试装置,分别测试了导流锥、叶尖间隙对风机效率的影响,并测得该优化风机的最高效率达85.6%。