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多级离心风机的设计要点

2018-06-27刘汉青王艳荣

神州·中旬刊 2018年6期
关键词:流场叶轮风机

刘汉青 王艳荣

摘要:要想做好多级离心风机的设计工作就必须要对多级离心风机进行深入的研究与探讨,掌握多级离心风机的内部结构情况与流动情况,从而选择出最为合理的设计方案,提高多级离心风机的实际工作性能。为此,本文笔者结合个人实践研究经验与相关参考文献,就多级离心风机的设计要点展开粗浅的探讨,以供参考。

关键词:多级离心风机;设计要点

前言:

正是因为多级离心风机具有较高的可靠性,因此被广泛应用到人们的生产、生活之中。也正因如此,越来越多的学者加入到离心风机的研究工作之中,以期进一步提高多级离心风机的工作性能。为此笔者即结合个人对多级离心风机的研究经验,从多级离心风机的工作原理入手,对多级离心风机展开了粗浅的探讨,以期探索出多级离心风机的设计工作要点,为广大同行在今后的实践工作上提供有益的参考与借鉴。

1.多级离心风机的工作原理

所谓的多级离心风机就是指由两个或者两个以上叶轮串联起来后组合而成的离心鼓风机。多级离心风机主要由主机部分、附件部分、配套部分,这三个部分组合而成。其中主机部分包扣鼓风机主机、电动机;附件部分包括弯管、过滤器和消声器;配套部分包括风机进口碟阀、挠性接头。

在实际工作过程中离心鼓风机主要依靠于旋转叶轮对气体的整体作用,将电机机械能传递给液体。在离心鼓风机的组偶作用之下,气体鞥能够从旋转叶轮的进口处流向叶轮的出口处,在这个过程中动能与压力都会相应增加,但旋转叶轮之中排出的气体经过压出室以后,绝大多数的速度都会被转化成为压力能,并沿着排出管被输送出去。

2.对多级离心风机流场计算模型的建设与分析

笔者以某家企业多级离心风机的优化改造为例,提出多级离心风机流场计算模型的构建假设。某企业为了进一步促进自身的发展,对多级离心风机加以优化改造,这就需要对多级离心风机的叶轮进行重新设计。我们都知道在叶轮设计过程中,首先应该对叶轮的进口安装角、叶片出口安装角、叶片数目加以确定外,还必须要考虑到预旋所带来的影响,对回流器进行优化。尤其是通过相关数据分析,我们可以清楚的看到即便是单极的离心叶轮,其内部的流动已经十分的复杂,流动形式是不连续、非定常的,所以在这种情况下对这些流动加以计算根本无法完成,更何况是要对多级离心风机进行求解。所以,为了方便后期计算,在建模与计算过程中笔者对多级离心风机的实际情况进行合理的假设,直接忽略了流动特征,也变使计算公式具有可解性。同时,还应保证计算的结果对研究提供依据。根据这一个原则,在计算过程中,就可建立简单的流场模型,从而确定与本文的研究相符的假设条件:风机工作中,空气的温度不会发生任何变化;风机工作过程中,风机中的空气不会发生泄漏;流体是理想气体,可以被压缩;风机中的进口处筋板对空气的流动不会产生影响;忽略各级轮盘和导风板之间的流场。

在提出假设条件以后,对多级离心风机的内部流场加以分析,可以看到离心风机作为气力输送系统的核心设备,在气力输送过程中需要离心风机为其提供源源不断地空气流,从而在压力作用之下,使散装料能够沿着管道进入到料仓之中。因此,为了确保气力输送机能够持续的进行工作,就必须要为离心风机管道提供一个相对合理的压力值。但是在实际的气力输送过程中,由于离心风机所提供的压力、工作流量会受到物料输送量的直接影响,一旦输送量发生相应的变化,风机就会与原来设定的工况相偏离,会严重影响风机的正常运行,影响风机的工作性能。为此,笔者认为在多级离心风机内部流场的研究上,必须要首先了解不同工况之下的风机内部流动状态,这样也有利于研究者们对风机的工作性能进行合理的调节。

3.对多级离心风机的设计要点分析

第一,多级离心风机在设计过程中的一般要求。对于工况点而言,其满足应该是在最高效率点附近,且最大效率要尽可能的大,结构也要尽可能的简单,工艺要尽可能的好,还要具备足够的刚度、强度,安全性能要相应提高,要降低噪声,便于后期使用的操作与维护。所以,在多级离心风机的设计过程中,设计者就必须要抓住上述设计要点中的矛盾点,选择最佳的设计方案,尽可能的避免矛盾出现。

第二,多级离心风机的设计方案。首先,对多级离心风机叶片型式的设计方案。常见的风机在一定转速条件下,其后叶轮压力系数之中的较小时,叶轮直径就较大,功率也相对较高,钱叶轮情况则恰恰相反;其次,对多级离心风机转动方法的设计方案。假如风机的转动方式为A、D、F三种类型,但风机转速与电动机转速相同时,风机变速为B、C、F。为此在多级离心风机转速的设计可相对灵活一些。通常情况下,小邢风机都会选择和自动机直联转动的A,对于大型风机,会出现皮带传动不动的情况,这个时候多是择D、F传动。在高温、多尘条件下,传动还要考虑电动机和轴承的防护和冷却;最后,对多级离心风机蜗壳外形尺度的设计方案。在蜗壳外形尺度的设计上要尽可能的小,在高比转速风机上要缩短蜗形。在低比转速风机上则可以选择标准的蜗形。

第三,多级离心风机关键技术的设计分析。在多级离心风机的设计上,其最为关键的设计要点就在于叶轮、叶片出口角β和2α的确定之上。如若根据出口角对叶片进行分类,则可以将其分为后弯叶片、径向出口叶片、前弯叶片,此三种类型。目前在多级离心风机设计过程中上述三种类型均有所使用,但是在三级风机的设计过程中,多使用后弯叶片这种类型,这是因为后弯叶片不仅可以节约能源,而且可以提高效率。

结束语:

正是因为风机早已在我国各个领域之中得到了广泛的应用,而对多级离心风机的研究也早已成为风机发展的重要趋势。所以,加强对多级离心风机的设计研究,掌握其工作原理与流动情況,为其选择最佳的设计方案则具有十分重要的现实意义,也是今后众多学者研究的重要方向。

参考文献:

[1]李炳坚.多翼离心风机的快速参数化方法研究[J].日用电器.2017(08)

[2]周水清,李辉,王军,蔡涛.多翼离心风机气动噪声的数值分析[J].工程热物理学报.2014(04)

[3]陈益中.多级离心风机的流体性能及控制方式研究[J].低碳世界.2017(08)

[4]李烁,刘小民,秦志刚.偏心叶轮对多翼离心风机气动性能和噪声影响的数值研究[J].风机技术.2017(01)

[5]李辉,王军,周水清,胡修柏,熊官政,徐天赐.叶片数对多翼离心风机性能影响的分析[J].风机技术.2017(02)

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