将建立好的除尘风机三维模型导入icem 软件进行混合网格的划分。其中进出口和叶轮区域采用结构化网格,中压除尘风机,而蜗壳部分由于其内部结构复杂,尤其是电动机周围结构并非规则模型,故采用适应性较强的非结构化四面体网格,具体网格如图3 所示。综合考虑动静耦合区域对数值模拟预测结果的影响,在进行网格划分时,对边界层进行加密处理,其较低网格雅克比[14]在0.3 以上。为了---数值计算结果的准确性,避免网格误差对其模拟结果造成影响,对除尘风机进行网格无关性验证,如表1 所示。综合考虑计算精度和计算效率可知,当网格数为25 万左右时预测结果较为合理,终确定整个计算域的网格数为2513558。k-ε 模型作为为普遍有效的湍流模型,能够计算大量的各种回流和薄剪切层流动,被广泛应用于各类风机的数值求解计算中。
由于有梯度扩散项,模型k-ε 方程为椭圆形方程,故其特性同其他椭圆形方程,需要边界条件:除尘风机出口或对称轴处k / n0和/ n0。但上述边界条件只针对高雷诺数而言,在固体壁面附近,流体粘性应力将取代湍流雷诺应力,并在临近固体壁面的粘性底层占主要作用。而多翼离心风机由于结构尺寸小、相对马赫数低,气体黏性力在流体流动过程中起重要作用,因此,在实际运用过程中,标准k-ε 模型由于未充分考虑粘性力的影响,导致计算模型出现偏差。运用visual c++将上述修正函数编写为udf代码,并导入fluent 内置calculation module。为符合实际运行状态,除尘风机厂家,除尘风机进出口边界条件设置为压力入口和压力出口,出口压降与动能成正比,从而避免在进口和出口定义一致的速度分布[15]。后以cfd 计算的定常结果作为初始条件,进行非定常数值计算。
综上所述,本文通过结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响进行研究,简要分析了各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的影响。主要从集流器优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响、窝壳优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响、电机优化对离心风机金属叶轮稳定运行影响,以及叶片形状优化对除尘风机金属叶轮稳定运行影响四个方面进行分析,为---金属叶轮的稳定运行提供技术支持。各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的影响
集流器优化对除尘风机金属叶轮稳定运行的影响
集流器的工作原理是通过将气流均匀地送入叶轮进口截面,以达到提高除尘风机叶轮的效率以及风机整体性能的目的。集流器的结构形式对气流的流动损失以及金属叶轮的平稳运行都有很大影响,因此对集流器的结构优化是非常重要的。在设计集流器的结构时,应---较大程度地符合金属叶轮附近气流的流动情况,同时还应---集流器内气流的平稳运行。集流器的类型有很多种,常用的集流器是锥弧形集流器,锥弧形集流器的气流运行一般比较平稳,但是集流器喉部到叶轮进口阶段容易发生边界层分离现象,增加除尘风机的损失,导致离心风机效率降低。因此,必须优化集流器结构,通过减小集流器的锥度、增加喉部半径的方式,提高离心风机的效率,---金属叶轮的平稳运行。
以除尘风机蜗壳与叶轮出口在半径方向上的间距随方位角线性递增来优化蜗壳型线,并用试验证明了---的蜗壳型线不仅能提高风机效率及全压,还能改变流量-压力曲线的变化趋势;beena等[11]通过应用层次分析法(ahp),潍坊除尘风机,对蜗壳的重要几何参数进行了优先排序,阐明了各参数对离心风机性能的影响;除尘风机采用3种不同流量的五孔探头,测量了风机蜗壳内流体的三维流动,得出传统一维蜗壳型线设计方法忽略了风机内部---的泄漏情况,应根据流体实际流动进行修正的结论。本文在传统蜗壳型线设计理论基础上,以某抽油烟机用多翼离心风机为研究对象,
除尘风机采用动量矩修正方法对其进行---化。并考虑粘性应力的作用对原有k-ε计算模型进行修正,以期提高数值计算结果的准确度,为cfd数值模拟预测风机性能的---性提供参考。多翼离心风机由进口集流器、叶轮及蜗壳组成,具体结构如图1所示。其设计转速n=1200r/min,设计流量qv=0.15m3/s,主要尺寸参数为:除尘风机蜗壳宽度b1152mm,叶轮内径1d210mm,叶轮外径2d246mm,叶片进口安装角178a,叶片出口安装角2160a,叶片圆弧半径r14mm,叶片数z60。为了提供---的来流条件,湿式除尘风机,给定较为准确的边界条件,本研究在利用solidworks软件对风机进行三维建模时,分别将进风区域和出风区域进行延长处理,以---进出口气体的流动充分发展。另外,为了方便模型的建立,在尽量减小数值模拟误差的前提下对电动机结构进行一定程度的简化,
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