矿用低压轴流风机气动噪声特性及叶尖噪声降噪研究

以FKZ-4-10型矿用低压轴流风机为例,介绍一种矿用低压轴流风机气动噪声特性及叶尖噪声降噪分析方法。该方法利用延迟分离涡模型(DDES)与福克斯·威廉姆斯和霍金斯方程模型(FW-H)构建轴流风机模型,进而分析轴流风机的辐射噪声特性与声源特性,最后以此为基础,分别从叶顶间隙、叶顶开槽等方面优化轴流风机,以达到叶尖噪声降噪的目的。该方法对现代低压轴流风机设计具有重要意义。

矿用轴流通风机叶片三维几何模型反求重构

通风机叶片形状是影响通风机气动性能的关键因素,为了引进和吸收先进的矿用轴流通风机叶片设计技术,采用反求技术对其三维几何模型进行反求重构。首先,根据通风机叶片设计特点规划测量路径,应用三坐标测量机(CMM)对矿用轴流通风机叶片表面曲面进行测量,提取通风机叶片表面曲面的三维点云数据。然后,在反求软件UG中,利用最小二乘拟合曲线检查法对所提取的点云数据进行异常点的剔除,运用弦高-夹角综合法进行点云数据的精简。最后,采用非均匀有理B样条(NURBS)对各截面数据点进行曲线拟合,并使用通过曲线组生成曲面的方法重构了矿用轴流通风机叶片的三维几何模型,这对矿用轴流通风机计算流体力学模拟和叶片优化设计具有重要意义。

矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数优化设计

以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片为研究对象,应用响应面法(RSM)和三维流场分析对矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数进行优化设计。首先定义矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数,然后以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片的弯、掠角为设计变量,以通风机全压效率最大化为优化目标,建立前后两级叶片的弯、掠角与通风机全压效率的响应面模型,最后对各参数进行优化设计。结果表明,通风机全压效率提高了1.64%,通风机的气动性能得到进一步改善。

矿用轴流风机叶片异步振动频率获取方法

对于矿用轴流式主通风机叶片振动在线监测系统,当叶片发生异步振动时,由于叶尖定时测振属于严重欠采样法,同时具有非均匀采样性,导致叶片振动参数识别难度增加。针对该问题,提出轴流风机叶片异步振动频率的获取方法,即通过对轴流风机叶片振动位移序列进行傅里叶变换,求得叶片振动的差频部分,再通过遍历法求得叶片振动的整频部分,取两者之和从而获得叶片的实际一阶振动频率。在对上述方法进行理论推导的基础上,针对一台矿用轴流风机的叶片,通过数值仿真验证该方法的可行性和可靠性,为矿用轴流风机叶片异步振动在线监测系统的工程应用提供了理论分析方法。

矿用对旋轴流通风机改进设计

针对矿用对旋轴流通风机在使用过程中出现喘振、效率低等问题,通过分析原通风机的结构,提出采用航空发动机气动压气技术,结合国际上先进的叶片造型技术及转动机械结构设计的方法,对矿用轴流通风机进行改进设计。经生产实践表明,该改进设计较好地解决了矿用对旋轴流通风机的喘振问题并提高了其工作效率。

叶片数及轴向间隙对矿用对旋式轴流通风机气动性能的影响

以矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用计算流体力学软件FLUENT在不同叶片数及轴向间隙下对通风机气动性能进行三维流场模拟,分析不同叶片数及轴向间隙对通风机气动性能的影响.结果表明随着通风机前后两级叶轮叶片数的增加,通风机的全压会相应地增大,效率会先提高后降低,即存在一个前后两级叶轮叶片数的最佳组合,此时通风机的气动性能最佳.在前后两级叶轮最佳叶片数组合下,两级叶轮轴向间隙的增大会增加通风机流道内气流的摩擦损失,从而降低通风机的全压和效率;减小两级叶轮的轴向间隙可提高通风机的全压和效率,但叶片的振动和通风机的噪声会有所增大.研究结果对矿用对旋式轴流通风机的优化设计具有一定的指导意义.