低噪音FKCDZ矿用对旋式主扇风机-节能矿用对旋式通风机运行振动大,噪声高的问题,提出利用流体分析对不同安装角情况下的风机运行特性进行研究.根据实际分析表明,随着风机动叶安装角的变大,风机运行时的做功能力不断,叶片表面的静压分布梯度变大;低噪音FKCDZ矿用对旋式主扇风机-节能当风机的动叶安装角设置为0°时,具有佳的运行通风特性.金属采矿场西口风机为自耦降压启动,在启动瞬间冲击电流过大,容易引起其他电气设备的损坏,存在隐患.针对大型设备节能降耗的要求,对风机实行远程变频控制,在远程控制下,远程监控平台可以操作风机启动,停止,每台风机变频或工频运行,可以变频运行下的运行,监控风机的运行状态.当设备发生故障时,PLC控制风机自动在变频或工频下切换运行,使其成为真正意义上的,环保,节能设备.
对旋式动叶可调轴流通风机由前后两个结构相同的风机单元轴向串联而成,每个风机单元内部均有单独的叶轮驱动电机和叶片角度调节机构,因其风量大、风压高和性能调节范围宽等优点被广泛用于煤矿、地铁、建筑等领域中。对旋式动叶可调轴流通风机可通过调节前级、后级的叶轮转速、叶片安装角共四个自由参数,实现改变风机运行状态、在多种工况下高效运行的目的。研究各运行参数对风机性能的影响,探究风机内部流场特性,对提高风机气动性能和拓宽高效稳定工作范围具有重要的意义。本论文以合作企业提供的DTF-20型对旋式动叶可调轴流通风机为研究对象,通过数值模拟的方法研究分析了内部干涉、不同转速匹配、不同后级叶片安装角以及机匣处理条件下的风机内部流场特性。本论文的主要研究内容和成果由以下四个部分组成:(1)研究了对旋式动叶可调轴流通风机静叶-动叶和动叶-静叶间隙流动干涉规律。研究结果表明:前级静叶-动叶间的势流干涉从叶顶逐渐向叶根发展,只有在靠近静叶处呈现出较弱的静叶尾迹干涉效应;后级动叶-静叶间隙流场不仅受后级叶轮尾迹干涉的影响,还受到前级静叶与动叶叠加的尾迹影响。(2)研究了转速匹配对对旋式动叶可调轴流通风机气动性能的影响。
矿用大型轴流式通风机叶片的气动力学性能直接关系到通风机的正常工作和井下生产人员的安全性.风机叶片作为弹性结构体,进行气固耦合研究时,需要同时考虑叶片旋转时气流流动引起的变形和振动,以及弹性变形对叶片周围流场的影响,流场的变化又将作用在叶片上,气流与通风机叶片的气固耦合问题仍是当前叶轮机械领域的一个难点.本文以一台矿用对旋式通风机为研究对象,采用双向耦合的数值模拟方法,研究叶片的气-固耦合动力学特性. 由于流固耦合的计算工作量比单场计算大得多,为了节约计算机资源,同时获得更为精细的数值模拟结果,本文充分利用了轴流风机叶轮流道内的流动对称性好的特点,采用了单流道几何模型和周期性边界条件,即只取包围单个叶片的局部区域作为计算域.基于CFD和CSD耦合算法,建立叶片气-固耦合系统的动态特性方程.在气体计算域采用有限体积法,求解三维非定常流场的Navier-Stokes方程;而在固体(叶片)计算域则通过求解三维结构控制方程,对固体域进行有限元分析.针对风机叶片外形复杂(空间扭曲结构)的特点,采用非结构化网格对固体域和流体域进行网格划分,并采用动网格技术处理流体域与固体域之间的动-静耦合.耦合计算时,将气流与叶片相接触的面设置为Interface,计算过程中通过Interface面进行流场和结构场数据的传递和交换.
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