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- 发布时间
- 2019-03-15 12:50:28
引风机叶片角度不可调的一级和二级叶轮的安装角度分别为46和30。针对矿井巷道掘进中不同掘进深度所需的风量和压力的差异,避免了过大的风量和压力对浅层掘进深度井下人员正常工作的影响,设计了两级叶片角度可调的叶轮结构。在不同开采深度下,调整两级叶片的角度,使之匹配,既满足了风量和压力的要求,又节省了大量的电力。资源,减少风机结构损失。引风机叶片角度可调的叶轮调节机构采用机械传动。每片叶片的下端是叶柄。叶片臂安装在叶柄上。外部动力驱动刀臂通过锥齿轮和平移盘旋转,以调整刀片角度。两级叶轮除了叶片数不相等外,参数相同。为了减少后期试验结果的数量,使二级叶轮的旋转方向比一级叶轮加速气流方向承受的负荷更大,干燥箱引风机,本文选取了两级叶轮结构的二级叶轮作为研究对象。根据两个叶轮的结构尺寸,建立了实体模型,因为模态结果应反映叶轮本身的振动特性。建模时,模型的形状和大小应尽可能与实际相符。同时,为了突出引风机叶片角度调节机构对叶轮整体振动特性的影响,省略了对叶轮结构影响不大的倒棱、螺栓等工艺结构。
(1)引风机叶顶间隙超差对失速点压力偏差和风机效率偏差有显著影响。
(2)叶顶间隙与失速点压力偏差的相关系数为-0.99,即叶顶间隙越大,失速点负压偏差越大,实际失速线向下偏离理论失速线的程度越严重。
(3)叶尖间隙与效率偏差的相关系数为-0.93。
叶尖间隙与效率也有很强的相关性,也就是说,叶尖间隙越大,负效率偏差越大。以叶片角度可调、叶片角度固定的对旋轴流风机叶轮为研究对象,小型烘干引风机,建立了两种叶轮的三维模型,并引入ANSYS进行计算模型分析。得到了两个引风机叶轮的前六种振型。叶片变形量较大,烘干专用引风机,尤其是叶片顶部,通过角度调节机构,引风机,叶片变形量略有增加。利用LMS模态试验软件得到了两个叶轮的前六个固有频率。通过比较发现,叶片角度调节机构使叶轮的固有频率略有增加,引风机叶轮的固有频率避开了电机的频率,在正常运行时不产生共振。叶轮是旋转轴流风机的重要部件。其安全性和可靠性直接影响到风机的正常运行。一方面,叶轮的模态分析可以得到结构的固有频率,使叶轮的工作频率远离其固有频率,有效地避免了共振引起的疲劳损伤;另一方面,可以得到叶轮机构在不同频率下的振动模态。变形较大的区域可能出现裂纹、松动、零件损坏等,变形较小。该地区在工作中相对稳定。
导叶数目减少时引风机效率明显高于导叶数目增加时的风机效率; 在导叶数目减少的方案中,在qv < 87. 5 m3 /s 时全压全部高于原风机,在高于此流量时提升效果仅方案二比原风机效率稍高,其余方案略低于原风机,在设计流量82. 5 m3 /s 时,方案三的效率提升效果好,提升比例为0. 46 个百分点; 在流量低于设计流量时,方案四至六效率高于原风机,高于设计流量时风机效率低于原风机,且随流量增大,效率下降速度加快。从性能比较上可以看出,方案三表现出优于原风机的性能,所以下文主要针对方案三和原风机进行流固耦合模拟研究。
引风机轴功率Psh定义为单位时间内原动机传递给风机轴上的能量,其大小可反映引风机的能耗。因此导叶数目改造对于经济性的影响可通过轴功率来考察,图5 为原风机和方案三轴功率比较。可以看出方案三比原风机轴功率有少许增加且变化不大,这也与方案三全压提升做功能力增强有密切关系。
引风机静力结构特性
在旋转机械中,叶片结构强度和振动直接关系到其安全运行,其取决于叶片表面的气动载荷和本身固有的力学性能。而仅对流体域进行研究还不能完全确定导叶数目变化是否对风机固体域产生影响,为此利用ANSYS Workbench 软件将流场压力数据加载到动叶片表面,对风机动叶进行了单向流固弱耦合,来研究导叶数目变动后动叶等效应力、总变形及振动的变化。