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李海伟 先生
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发布时间:2020-06-03 01:28:36
离心风机型号蜗壳优化设计方法的研究进展横截面面积的圆周变化、横截面形状、横截面的径向位置、蜗壳入口位置、蜗舌的结构是蜗壳的五个主要几何参数。其中蜗舌的位置、角度和形状,在避免内部冲击、减少分离损失和降低噪声等方面起着重要的作用。蜗壳的各几何参数对风机内部流动的影响并不是***的,它们之间既相互关联,又相互影响,因此,在确定这些几何参数时要进行考虑。采用数值计算与响应面法相结合的手段对蜗壳的三个主要几何参数(蜗壳出口的扩张角、叶轮的露出长度、蜗舌间隙)进行了优化,结果表明通过优化蜗舌间隙和叶轮的露出长度,不仅可以提高风机的效率,还可以降低风机的A声级噪声。通过与实验数据的比较,发现误差很小,证明了瞬态计算方法对液力变矩器流场分析的正确性和有效性。按一维设计理论(等环量法)蜗壳型线应为一条对数螺旋线。通过对方程的简化处理,离心风机型号按照等边基元法和不等边基元法可以快速完成蜗壳型线的绘制。离心风机型号采用改进的等边基元法绘制离心风机的蜗壳型线,通过数值计算与实验研究,结果表明采用改进的等边基元法绘制蜗壳型线,不仅可以提高离心风机的效率,还可以降低风机的噪声。在蜗壳型线一维设计理论的基础上,通过考虑气体粘性因素的影响,对风机原外壳进行了改进。研究结果表明,通过考虑气体粘性,对蜗壳型线进行改进,可以减小蜗壳内的流动损失,提高风机的效率。
离心风机型号的创新点和难点在于以***、高压、节能为风机的设计目标,要求产品性能达到或接近高压、***技术水平的***水平。但风机的性能参数是互补的、矛盾的。风机叶轮的具体改进方法在保持叶片出口安装角度不变的前提下,风机叶轮的旋转直径分别由480mm增加到490mm和500mm。工作压力的增加也会导致电耗和噪声水平的提高,这是风机常见的技术问题。如何使风机的工作参数满足设计要求,提高风机的整体性能,不仅关系到单个零件结构设计的优化,而且关系到材料、制造、加工工艺和装配精度的优化。因此,这是一个对风机进行整体优化的系统工程,是离心风机型号较大的技术难点。
另外,离心风机型号的创新点如下:
(1)通过对斜槽离心风机样机的数值计算和内部流动特性分析,对样机结构进行了改进,并提出了各种改进方案。通过延长斜槽风机的短叶片,降低了风机所需的扭矩,提高了风机的效率;通过向外延伸风机的长叶片和短叶片,提高了风机的效率。增大离心风机型号叶轮的旋转直径改善计划一使斜槽式离心风机的功率进步2。大型风机叶轮的旋转半径可以增加风机的总压力,但效率基本不变。减小样机叶轮与蜗壳舌之间的间隙,不仅可以提高风机的总压,而且可以提高风机效率2.1%。为XQ斜槽风机的进一步改进和完善提供了良好的参考。
(2)取消原离心风机型号的设计结构。根据叶轮流道横截面积逐渐变化的原理,建立了风机叶片型线成形的数学模型,并根据该数学模型完成了风机叶片型线的设计。叶片的“双圆弧”设计被原来复杂的“多圆弧”设计思想所取代,从而改善了原模型低压低效的缺点。
(3)放弃传统的以实验为基础的风机设计方法,以数值计算方法为主要研究手段,改进离心风机型号的设计,降低风机的开发成本和周期,加快离心风机产品的更新换代。
风机叶轮参数选择叶轮是风机的主要部件,叶片是将能量传递给流体的部件。因此,风机叶轮的设计与风机所需的流量和压力有很大的关系。目前国内外叶轮主要尺寸的选择方法不同。这是一种广泛使用的方法。一般情况下,称蜗壳与转轴之间的走漏为外走漏,但由于外走漏的值比较小,一般忽略不计。离心风机型号总压tfp与叶轮外径、转速n和叶片出口安装角的关系,确定离心风机型号叶轮的外径。下面逐步介绍了风机叶轮参数的选择方法。原型斜槽风机出口安装角度为140度。增大前向离心风机叶片的出口安装角,不仅可以提高风机的总压,而且可以增加噪声,降低风机的效率。为了降低设计风机的噪声值,提高风机的效率,选用叶片出口安装角2aβ为120度。在实际应用中,总压系数不仅与叶片出口安装角有关,而且与叶轮的相对几何尺寸有关。通常,风扇的比转速用来表示叶轮的不同几何形式。在风机比转速和叶片出口安装角选择完毕后,根据风机的统计数据绘制了离心风机型号总压系数与叶片出口安装角(at2~beta_u)曲线的关系,并进行了计算。已完成风机总压系数的计算。
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