研究吹氣抑制風(fēng)機(jī)失速的效果
作者:石家莊風(fēng)機(jī) 日期:2015-9-14 瀏覽:1532
風(fēng)機(jī)廠石家莊風(fēng)機(jī)廠石家莊風(fēng)機(jī)石家莊市風(fēng)機(jī)廠石家莊風(fēng)機(jī)維修石家莊風(fēng)機(jī)銷(xiāo)售
為了減小進(jìn)出口邊界上不真實(shí)反射對(duì)石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)內(nèi)部流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的不良影響,根據(jù)實(shí)際情況在石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)進(jìn)出口分別加上2.6 m的管道。噴嘴布置在葉輪流道入口接近前盤(pán)區(qū)域,靠近蝸舌的3個(gè)流道內(nèi),噴嘴直徑為1 cm,如圖1所示。采用G跏出it軟件建立幾何模型,網(wǎng)格總數(shù)約300萬(wàn)。為便于分析,本文之后提到的葉輪與蝸舌相對(duì)位置均與此圖對(duì)應(yīng)??刂品匠贪ㄟB續(xù)性方程、非穩(wěn)態(tài)雷諾時(shí)均Navier-‰kes方程,以及補(bǔ)充的適用于旋轉(zhuǎn)流動(dòng)、流動(dòng)分離、二次流等問(wèn)題的Realizable知驥型。石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)進(jìn)口為壓力進(jìn)口邊界條件,設(shè)定進(jìn)口總壓,氣流方向角為軸向進(jìn)氣;石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)出口為壓力出口邊界條件,設(shè)定出口靜壓,定常計(jì)算給定具體靜壓值,非定常計(jì)算加上節(jié)流閥模型,采用UDF函數(shù)實(shí)現(xiàn)每一時(shí)間步的迭代。非定常計(jì)算的物理時(shí)間步長(zhǎng)為1.725×1曠s。葉輪選用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,轉(zhuǎn)速為1 450 r/Inin,采用滑移網(wǎng)格模型耦合旋轉(zhuǎn)和靜止區(qū)域。壁面附近采用加強(qiáng)壁面函數(shù)法,對(duì)流項(xiàng)和擴(kuò)散項(xiàng)分別采用二階迎風(fēng)差分和中心差分格式進(jìn)行離散。
1.3氣動(dòng)聲場(chǎng)計(jì)算模型寬帶噪聲源模型(broadb鋤d noise s伽睇esmodel),包括P砌ldll姍的噪聲源模型和邊界層噪聲源模型等。ProudII啪運(yùn)用Ligl脅in的聲學(xué)理論,分析了各向同性湍流產(chǎn)生的噪聲,并采用統(tǒng)計(jì)方法,推導(dǎo)出適用于每個(gè)體單元的聲功率表達(dá)式,其針對(duì)的噪聲源屬于四極子聲源。四極子噪聲是由于湍流邊界層,尾跡區(qū)的湍流脈動(dòng),分離流動(dòng)等流體內(nèi)部的壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的。邊界層噪聲源模型基于Cude的積分方程實(shí)現(xiàn),方程對(duì)剛性表面上壓力脈動(dòng)產(chǎn)生的輻射聲壓進(jìn)行積分,進(jìn)而計(jì)算出低雷諾數(shù)情況下,表面偶極子聲源輻射出的噪聲聲功率,其針對(duì)的噪聲源為偶極子聲源。偶極子噪聲是由于葉片及蝸殼固壁表面的壓力脈動(dòng)所產(chǎn)生的。葉輪內(nèi)的主要?dú)鈩?dòng)噪聲源是由于流動(dòng)分離、葉片及蝸殼固壁表面的壓力脈動(dòng)及失速團(tuán)的非定常演化過(guò)程引起的。因此,采用寬帶噪聲源模型數(shù)值模擬石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)內(nèi)部的氣動(dòng)噪聲源分布。
幾點(diǎn)說(shuō)明1)進(jìn)行了網(wǎng)格無(wú)關(guān)性計(jì)算,且離心石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)性能曲線和失速頻率分別與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值模擬和失速模型的正確性,詳見(jiàn)文獻(xiàn)。本文在其基礎(chǔ)上在靠近蝸舌的3個(gè)流道內(nèi)設(shè)置了3個(gè)噴嘴截面,不影響計(jì)算結(jié)果的正確性。2)關(guān)于旋轉(zhuǎn)失速先兆發(fā)生前的數(shù)值模擬在文獻(xiàn)中已進(jìn)行詳細(xì)介紹,本文主要研究在失速先兆發(fā)生前某一時(shí)刻在葉片進(jìn)口處,3個(gè)噴嘴向葉輪內(nèi)部吹氣(吹氣速度為110 n1/s)后,不同閥門(mén)開(kāi)度下葉輪內(nèi)的流體動(dòng)力學(xué)特征,及石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)的擴(kuò)穩(wěn)效果。3)在吹氣抑制石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)失速的研究過(guò)程中考慮了吹氣速度對(duì)失速抑制效果的影響。當(dāng)吹氣速度過(guò)小,抑制失速無(wú)明顯效果。當(dāng)吹氣速度大于70m/S時(shí),吹氣能夠推遲失速的發(fā)生;隨著吹氣速度的增大,石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)安全裕度增大,但當(dāng)吹氣速度大于110IIl/s時(shí),安全裕度增大不明顯。限于文章篇幅,文中僅對(duì)吹氣速度為110 111/s下石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)內(nèi)部的流體動(dòng)力學(xué)特征和噪聲特性進(jìn)行分析,研究吹氣抑制石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)失速的效果。4)葉輪內(nèi)95%以上區(qū)域相對(duì)速度小于60m/s,在噴嘴附近速度較高。為了能更清楚地觀察及對(duì)比葉輪內(nèi)相對(duì)速度矢量分布,本文后面出現(xiàn)的相對(duì)速度矢量圖中相對(duì)速度值的上限均設(shè)定為60m/s。原始石家莊風(fēng)機(jī)(銷(xiāo)售)在閥門(mén)開(kāi)度為0.72時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象,流量為4.157 m3/S。在失速先兆發(fā)生前,在葉片進(jìn)口處向流道內(nèi)吹氣,下面分別分析閥門(mén)開(kāi)度為O.69、0.63、O.54和0.48時(shí)葉輪流道內(nèi)不同軸向截面億=3 l、壓38.5和Z暫6分別靠近葉輪前盤(pán)、中間和后盤(pán)處的軸向截面)的相對(duì)速度矢量圖、靜壓等值線分布和聲功率級(jí)分布。
石家莊市風(fēng)機(jī)廠有限責(zé)任公司機(jī)電分公司,負(fù)責(zé)銷(xiāo)售石家莊市風(fēng)機(jī)廠各種風(fēng)機(jī),包括離心式鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、鍋爐引風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、防爆風(fēng)機(jī)、防腐風(fēng)機(jī)、噴霧降溫風(fēng)機(jī)、屋頂風(fēng)機(jī)和各種風(fēng)機(jī)配件等。負(fù)責(zé)承接各種風(fēng)機(jī)的專(zhuān)業(yè)維修(包括現(xiàn)場(chǎng)維修及現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡)。
石家莊市風(fēng)機(jī)廠有限責(zé)任公司位于石家莊市西南部石銅路,是全國(guó)風(fēng)機(jī)行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè),風(fēng)機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)成員,河北省風(fēng)機(jī)測(cè)試中心。生產(chǎn)離心高、中、低壓風(fēng)機(jī)以及軸流風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、防爆風(fēng)機(jī),并按用戶要求設(shè)計(jì)制造非標(biāo)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品,品種齊全,品質(zhì)優(yōu)良。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鍋爐鼓引風(fēng)、礦山通風(fēng)、化工、冶金、制藥、電力、紡織、水泥、隧道、化鐵爐、建筑、輸送物料、污水處理、糧庫(kù)通風(fēng)、溫室大棚、消防排煙等各領(lǐng)域。
公司技術(shù)力量雄厚,生產(chǎn)工藝先進(jìn),管理制度嚴(yán)格,并擁有全套的風(fēng)機(jī)性能測(cè)試設(shè)備。其主導(dǎo)產(chǎn)品獲省、部級(jí)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品榮譽(yù)稱號(hào),其中4-72№6~12#系列段離心通風(fēng)機(jī)榮獲國(guó)家銀獎(jiǎng),是中國(guó)風(fēng)機(jī)行業(yè)離心風(fēng)機(jī)唯一一塊銀牌。
公司已取得了ISO9001質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書(shū)、英國(guó)皇家國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書(shū)、中國(guó)機(jī)械安全認(rèn)證證書(shū)、國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志認(rèn)證證書(shū),引進(jìn)了日本荏原濱田送風(fēng)機(jī)株式會(huì)公司已取得了ISO9001社具有國(guó)際先進(jìn)水平的NEW3ACE系列風(fēng)機(jī)產(chǎn)品技術(shù)(共4個(gè)系列200多種規(guī)格),該系列風(fēng)機(jī)在2004年第二屆中國(guó)國(guó)際流體機(jī)械展覽會(huì)上榮獲金獎(jiǎng),同時(shí)榮獲金獎(jiǎng)還有GY4-73系列、4-72系列,使產(chǎn)品能更好地滿足國(guó)內(nèi)外用戶需求。