離心風(fēng)機及內(nèi)部三維流場的計算辦法

依據(jù)作業(yè)原理的不同風(fēng)機能夠分為容積式、葉片式和噴射式三種。其間葉片式風(fēng)機首要有離心式、混流式、軸流式和橫流式四種，其間使用醉廣泛的即為離心式風(fēng)機。采用LHS方法對離心風(fēng)機的進口溫度、進口壓力、進口流量和轉(zhuǎn)速進行了采集，并對采集的數(shù)據(jù)進行了歸1化處理，用于LSSVM模型的訓(xùn)練。引風(fēng)機葉輪中的氣體流面簡直與葉輪的滾動軸面筆直。其葉輪滾動所發(fā)生的離心力為離心風(fēng)機壓強升的首要來歷，而且在葉輪內(nèi)部由離心力發(fā)生的壓強升要遠遠大于氣體相對速度改動而發(fā)生的壓強升，而且選用增大風(fēng)機的葉輪寬度增大風(fēng)機流量的辦法，往往導(dǎo)致風(fēng)機的功率下降，因而離心風(fēng)機一般適用于高壓、小流量的場合。下面臨其功能參數(shù)、結(jié)構(gòu)特色和內(nèi)部丟失等進行具體介紹。

離心風(fēng)機的壓力

引風(fēng)機的靜壓和全壓靜壓sp為氣體對平行于氣流的物體外表效果的壓力，它一般是經(jīng)過筆直于物體外表的孔來進行丈量。

通風(fēng)機的功能曲線通風(fēng)機的全壓t FP、功率P、功率η等功能參數(shù)隨通風(fēng)機的流量Q改變的聯(lián)系曲線，稱為通風(fēng)機的功能曲線。在三種不同網(wǎng)格密度下設(shè)置相同的邊界條件，經(jīng)過計算，得到了引風(fēng)機樣機在設(shè)計條件下的全壓、全扭矩和效率。依據(jù)通風(fēng)機的功能曲線，不只能夠查驗計算參數(shù)與實測參數(shù)之間的共同程度，還能夠斷定通風(fēng)機的適應(yīng)性。例如當(dāng)通風(fēng)機的功率特性曲線較平整時，此刻風(fēng)機的搞效區(qū)較大，在變工況時通風(fēng)機仍能夠在搞效的工況點小作業(yè)，此刻能夠認(rèn)為該風(fēng)機的適應(yīng)性較好。

處理措施就是聯(lián)軸器的重新找正，確保同心度在偏差允許值內(nèi)。聯(lián)軸器對中找正應(yīng)注意的是：一是，應(yīng)以引風(fēng)機的聯(lián)軸器為基準(zhǔn)，測定和調(diào)整引風(fēng)機電機來保證電機與風(fēng)機兩軸線同軸；二是，電機的四個地腳螺栓必須對角均勻緊固后才能讀數(shù)；三是，盤動聯(lián)軸器時轉(zhuǎn)向應(yīng)與風(fēng)機運轉(zhuǎn)方向一致。調(diào)整的順序應(yīng)是；首先，使兩聯(lián)軸器軸線平行，即先保證軸向百分表的四個讀數(shù)相差值符合本文表1 的允許值；其次，使兩聯(lián)軸器軸線同高，即先調(diào)整左右徑向偏差，最后調(diào)整上下高差，直至符合本文的允許值?？梢钥闯?，通過減小引風(fēng)機蝸殼舌片間隙，蝸殼舌片附近的低壓渦在設(shè)計流量條件下消失，同時蝸殼內(nèi)部氣體再次減少。在實際工作中，常用的打表工具———磁性表座雖然使用簡便，但卻存在著剛性不足和適用條件受限的不良情況。

對于重要和安裝要求高的風(fēng)機，有必要設(shè)計和制作一個專用表架配合百分表進行測量，引風(fēng)機主要由抱箍、角鋼表架等組成。，主要是U102 除塵風(fēng)機振動偏大需重新校正聯(lián)軸器對中。以提高引風(fēng)機的效率和增大其全壓為改進目標(biāo)，對風(fēng)機的短葉片長度、增大風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)直徑和改變風(fēng)機蝸殼蝸舌與葉輪的間隙，對風(fēng)機性能的影響進行了研究?，F(xiàn)場檢修人員反映，在打表過程中，徑向百分表下方讀數(shù)不時出現(xiàn)異常情況：電機墊高已經(jīng)很明顯，但讀數(shù)卻不變或變?。ó?dāng)時百分表探頭打在風(fēng)機端半聯(lián)軸器上，此情況下，如電機墊高，徑向百分表在下方讀數(shù)應(yīng)增大）。異常讀數(shù)的出現(xiàn)，嚴(yán)重干擾了檢修正常進行。憑多年經(jīng)驗并仔細觀察后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聯(lián)軸器轉(zhuǎn)到最下方時，百分表探頭已脫離半聯(lián)器近0.5 mm，即此時百分表探頭已不起作用，百分表出現(xiàn)假讀數(shù)。

將建立好的引風(fēng)機三維模型導(dǎo)入ICEM 軟件進行混合網(wǎng)格的劃分。其中進出口和葉輪區(qū)域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，而蝸殼部分由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是電動機周圍結(jié)構(gòu)并非規(guī)則模型，故采用適應(yīng)性較強的非結(jié)構(gòu)化四面體網(wǎng)格，具體網(wǎng)格如圖3 所示。由于氣體通道的粘性和形狀不同，在整個流動過程中存在摩擦損失和渦流損失（邊界層分離、二次流、尾流損失等）。綜合考慮動靜耦合區(qū)域?qū)?shù)值模擬預(yù)測結(jié)果的影響，在進行網(wǎng)格劃分時，對邊界層進行加密處理，其較低網(wǎng)格質(zhì)量雅克比[14]在0.3 以上。為了保證數(shù)值計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免網(wǎng)格誤差對其模擬結(jié)果造成影響，對引風(fēng)機進行網(wǎng)格無關(guān)性驗證，如表1 所示。綜合考慮計算精度和計算效率可知，當(dāng)網(wǎng)格數(shù)為25 萬左右時預(yù)測結(jié)果較為合理，最終確定整個計算域的網(wǎng)格數(shù)為2513558。k-ε 模型作為最為普遍有效的湍流模型，能夠計算大量的各種回流和薄剪切層流動，被廣泛應(yīng)用于各類風(fēng)機的數(shù)值求解計算中。

由于有梯度擴散項，模型k-ε 方程為橢圓形方程，故其特性同其他橢圓形方程，需要邊界條件：引風(fēng)機出口或?qū)ΨQ軸處k / n0和/ n0。但上述邊界條件只針對高雷諾數(shù)而言，在固體壁面附近，流體粘性應(yīng)力將取代湍流雷諾應(yīng)力，并在臨近固體壁面的粘性底層占主要作用。因此本文采用數(shù)值計算得方法，找到引風(fēng)機內(nèi)部流動損失的根源，改善風(fēng)機內(nèi)部的流動特性，提高風(fēng)機的綜合性能。而多翼離心風(fēng)機由于結(jié)構(gòu)尺寸小、相對馬赫數(shù)低，氣體黏性力在流體流動過程中起重要作用，因此，在實際運用過程中，標(biāo)準(zhǔn)k-ε 模型由于未充分考慮粘性力的影響，導(dǎo)致計算模型出現(xiàn)偏差。運用Visual C++將上述修正函數(shù)編寫為UDF代碼，并導(dǎo)入Fluent 內(nèi)置Calculation module。為符合實際運行狀態(tài)，引風(fēng)機進出口邊界條件設(shè)置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。最后以CFD 計算的定常結(jié)果作為初始條件，進行非定常數(shù)值計算。