煤矿用离心通风机导叶叶型结构的优化设计研究

对煤矿中使用的离心通风机结构及相关参数进行介绍,阐述了前导器内导叶结构参数对设备性能的重要性。基于CFD有限元软件构建离心通风机的模型,模型中选用SSTκ-ω湍流模型,将数值模拟结果与试验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。对平板形、弧形和对称翼形3种导叶结构进行对比研究,发现对称翼形结构下的通风机效率最佳。在原有翼形结构的基础上,设计了4种翼形导叶结构,主要是改变了叶根和叶尾的形状、叶根与叶尾之间的扭转角。数值模拟结果表明,翼形3导叶结构的全压、效率、压力损失、湍动能等均处于最佳状态。所以将翼形3导叶结构确定为最优的结构,能够显著提升离心通风机的综合性能。

气流染色机用离心通风机的优化设计

离心通风机是气流染色系统的核心部件,其性能优劣直接决定气流染色系统的染色质量和能耗水平。本文针对某气流染色机用离心通风机的气动性能和几何结构开展优化设计,以风机全压PtF和全压效率ηtF最大化为优化目标,利用基于人工神经网络构建的代理模型,结合带精英策略的遗传算法对离心通风机叶轮开展优化设计,同时基于叶轮与蜗壳耦合整机气动匹配条件下对蜗壳几何结构进行优化设计。试验结果表明,优化设计的离心通风机结构更紧凑,其全压PtF提升约500Pa,其全压效率ηtF提升约5%。

离心通风机蜗舌结构参数对其振动性能的影响研究

离心通风机在煤矿通风系统中具有广泛的应用,对煤矿的安全具有重要的作用。离心通风机使用过程中产生的振动对自身的使用具有较大的影响,蜗舌结构对离心通风机的振动具有直接的影响作用。采用有限元仿真分析的形式对不同的蜗舌安装间距及蜗舌倾角的影响作用进行分析,从而降低离心通风机的振动。

叶片结构对离心通风机性能的影响分析

基于三维数值模拟法,分析不同叶片结构对离心通风机性能的影响。具体分析中根据离心通风机基本结构,构建三维数值仿真模型,并以叶片进口角度和叶片平面高度为研究侧重点,分析不同叶片进口角度和叶片平面高度对离心通风机静压的影响,进而根据分析结果提出离心通风机叶片结构的二元设计方案,优选最佳方案应用于工程实践,确认叶片结构优化设计的应用价值。

矿用无蜗壳离心通风机结构设计研究

以SYW630R型矿用无蜗壳离心通风机为研究案例,通过正交设计法介绍矿用无蜗壳离心通风机结构设计方案。具体设计中采用数值仿真模拟方式,从定性分析和定量分析两个角度开展数值仿真模拟,进而根据模拟结果,结合正交设计法介绍无蜗壳离心通风机结构设计,最后将结构设计应用于工程实践,对比原结构确认结构设计具有更强应用价值。

叶轮不同弧盘结构对离心通风机使用性能的变化分析

离心通风机作为煤矿开采等广泛使用的通风设备,其使用性能对通风效率具有重要的影响。叶轮作为主要的构件,其结构形式对离心通风机的性能具有重要的影响。采用仿真模拟的方式对不同叶轮弧盘结构的通风机全压系数、效率及静压系数进行分析,从而为通风机的设计使用提供参考。

煤矿用离心通风机导叶叶型的优化研究

离心通风机是煤矿中重要的安全机械设备,以煤矿离心通风机为研究对象,利用UG和CFD商业软件建立通风机的有限元模型。设计了平板型、弧型、翼型3种导叶结构,经有限元分析发现翼型结构具有更好的性能。为了进一步确定翼型结构参数,设计了4种不同的翼型结构,再次进行对比分析发现第3种翼型结构对应的风机全压和风机效率均比其他结构要高很多。在设计流量和大流量工况下,翼型3导叶结构比平板型导叶的风机效率分别高1.3%和5.1%。因此可以将通风机导叶确定为翼型3结构形式。

叶轮前盘型线对矿用离心通风机性能的影响研究

离心通风机在煤矿中应用非常广泛,叶轮前盘线型会对设备性能产生重要影响。首先对离心通风机叶轮结构进行概述,利用SolidWorks和ANSYS软件建立了离心通风机的数值模型,设计了四种典型的叶轮前盘型线,对四种结构的全压系数和效率进行综合对比分析,认为前盘型线Ⅲ最具优势。基于试验方法对前盘型线Ⅰ和Ⅲ的性能进行验证,发现试验结果有效验证了数值模拟结果,前盘线型Ⅲ有最优的性能,特别是在高流量工况条件下,性能优势更加明显。

基于流固耦合的离心通风机叶轮强度研究

考虑风机工作时叶轮变形对流场的影响和气动力对叶轮变形和应力的影响,采用软件CFX进行流场计算、ANSYS进行结构计算,以MFX-ANSYS/CFX为数据耦合平台,应用弱耦合方法对风机叶轮强度进行研究。计算结果表明:叶轮最大总变形发生在叶片吸力面的中间位置,最大等效应力发生在前盘;在风机不同的稳定工况下,叶轮最大等效应力值有所不同,但变化幅度很小。

离心通风机蜗壳内部三维流动的测量和分析

利用五孔探针对离心通风机大宽度矩形截面蜗壳内部的三维流动进行了详细的测量 ,给出了蜗壳螺旋通道部分八个横截面内比较清晰的时均速度、静压和总压的分布图形 ,反映了二次旋涡的形成与发展、通流方向的扩压流动和叶轮轮盖外侧蜗壳空腔下部流动的变化、蜗舌附近的气流冲击和内泄漏现象等 ,并对这种蜗壳存在的主要损失进行了初步分类。

口环间隙泄漏射流对离心通风机流场品质的影响

为研究口环间隙泄漏射流对离心通风机整机性能及其内部流场结构的影响,在不同口环相对长度下对某高压离心通风机三维流场进行了数值模拟,利用Fluent软件中RNGk-ε湍流模型数值求解Navier-Stokes方程.结果表明:随着口环相对长度从0.25增加到1.25,泄漏量先减小后增大,但泄漏射流的湍动能则先增大后减小;口环相对长度选择在最佳口环长度附近,泄漏射流对离心通风机性能的影响最小,离心通风机的总压升及效率将达到最优;不同口环相对长度下的口环间隙泄漏射流对叶轮进口截面参数和叶轮流道内流体流动的影响各异,一方面泄漏射流增强了靠近前盖板附近流体的湍动性,另一方面泄漏射流增加了靠近后盖板附近流体的稳定性.

基于流固耦合的汽车空调多翼离心通风机气动声学特性分析

建立了一个简单几何模型,通过试验验证得出双向流固耦合计算比非耦合计算准确性更高的结论。以某汽车空调系统的多翼离心通风机为研究对象,分析了蜗壳流固耦合作用对通风机气动噪声的影响。利用CFX和ANSYS软件分别进行流场和结构计算。以MFX-ANSYS/CFX为数据耦合平台,采用双向同步求解的方法,对通风机内流场和蜗壳结构响应进行联合求解,并将耦合计算结果与非耦合计算结果进行对比。结果表明,流固耦合作用使得流场压力脉动增强;在考虑流固耦合作用影响后,离心通风机叶轮出口处及蜗壳气道内表面的声功率级明显增大,通风机出口处的气动噪声值增大了5.24dB。

离心通风机蜗壳内的流动特征及节能改造试验研究

利用FLUENT软件对G4-73No.8D型离心式风机以及分别加装圆筒型、圆锥筒型防涡圈后的风机内部三维流场进行数值模拟,结果表明,加装防涡圈后的风机蜗壳内部流场流动明显得以改善。对风机在加装防涡圈前后进行的性能试验表明,风机加装圆筒型和圆锥筒型防涡圈后,当相对流量qV/qVηmax>53%时,效率平均提高了3.1%和3.48%,验证数值模拟的正确性。理论和试验研究还表明圆锥筒型防涡圈节能效果优于圆筒型防涡圈。

双吸离心通风机流场数值研究

针对某双吸离心通风机,生产企业为节约成本,对风机轴向尺寸、进气室和蜗壳形线等结构参数进行了重新设计。为验证改进方案是否对风机气动性能产生较大影响,本文对原型风机和改进后风机的流场进行数值模拟,并在此基础上分析了相关流动特征及外特性之间的关联性。研究结果表明改进后的风机气动性能大幅下降,流场细节的对比分析发现进气室和蜗壳的改进对风机性能的负面影响最大。最后对风机气动性能的后续改进提出建议。

离心通风机叶轮的有限元建模与应力分析

为了得到结构合理、安全性高的叶轮,分别采用传统手工理论计算和有限元数值分析软件计算2种方法,对9-19-10D型通风机叶轮进行应力计算分析,总结出一种选用板壳单元并利用约束方程将叶片和盘的边界节点进行耦合的有限元建模方法,应力计算分析后可以进一步对已有叶轮结构进行优化。结果表明:采用有限元数值分析方法不仅提高了计算精度,而且可以得到直观的应力分布,便于找到产生应力集中的部位进行优化处理,进一步提高强度。

前向多翼离心通风机噪声的试验研究

对某前向多翼离心通风机的辐射噪声进行了近场测量,给出声压级频谱图并进行了噪声源的识别。试验结果表明,除通常的旋转噪声和涡流噪声外,在某些条件下还可能存在与旋转噪声数量级相同甚至更高的蜗壳声腔共鸣噪声,在风机降噪研究中也应对此予以足够注意。

基于CFD的离心通风机蜗壳型线结构性能分析

选取某一大比转速离心通风机为研究对象,分别以等边基元法、不等边基元法和阿基米德螺旋线方程法绘出蜗壳外型线。在三维建模软件CATIA中完成风机实体造型,用F luent进行三维数值模拟,得到详细的风机内部流场。对比以上3种不同的蜗壳绘制方法对通风机流动性能的影响,对计算结果进行了分析并得出了结论。

前向式多叶片离心通风机噪声机理及治理研究──二、整流丝网降噪的优化方法及实验研究

根据前向式多叶片离心通风机噪声治理原则［１］，采用整流丝网对其实施降噪治理。本文首先阐述整流丝网的降噪机理，然后，针对整流丝网降噪措施造成的压力损失过大和高频噪声升高的问题提出了一种实用的风机降噪措施优化方法，并以这种优化方法为指导，以降低风机比Ａ声级为目标，对整流丝网降噪措施进行了大量的试验优化，确定了降噪效果好的整流丝网诸参数。

出口弯管对前向离心通风机性能影响的研究

以9-26No4A型前向离心通风机为研究对象,试验和数值模拟研究了出口90°弯管在不同连接方式下风机性能的差异。结果表明,风机出口连接正转弯头或反转弯头后,均会造成风机性能的明显下降。随着流量的增大,下降趋势变大。在风机出口与弯头之间连接长度≤3.5倍当量直径的直管段时,风机性能改善微弱。正转弯头与反转弯头对风机性能的影响差别较小。

柜式空调用多翼离心通风机内流场的数值分析

以三维时均N -S方程和标准K -ε两方程紊流模型为基础 ,采用SIMPLE算法 ,对柜式空调器用多翼离心通风机的三维流场进行了数值模拟。研究表明 ,多翼风机内流呈现出非常复杂的三维特性 ,具有明显的不对称性 ,气流分布不均匀 ,尤其是蜗壳内侧以及舌部附近的气流紊流程度较强 ;同时还揭示了叶轮流道中的二次流现象 ,叶片吸力面上翼型前缘附近存在的气流分离现象 ,蜗壳内侧前盘区域的气流泄漏现象 ,蜗壳出口侧进气口背部的脱流区域 ,以及叶轮出口的“射流 -尾迹”模式。计算结果与试验结果吻合较好 ,证实了所采用的计算模型和数值方法的可行性。