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李海伟 先生
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发布时间:2020-08-15 04:37:32
某车间高压离心式风机至2016年止已运行近8 年,振动一直偏大,已困扰生产多年。即使是更新了叶轮总成,并在联轴器对中性符合允差的情况下,运行时前后两轴承位壳振实测振动速度有效值分别达到了3.0 mm/s 和3.6 mm/s 左右,这是属于“可容忍”的范围,但不宜长期运行工作。经我设备人员分析,认为振动大的原因有:一是混凝土基础过于单薄,重量不足,且运行时基础周围地板有明显的颤动;二是预埋地脚螺栓有松动迹象。经上级研究,决定趁当年大修时间充足的机会,对上述存在问题整改,破除旧基础后,按本文前述处理措施重新设计、施工新的混凝土基础和预埋地脚螺栓。出现上述情况的原因应该是电机噪声通过蜗壳会被放大,而没有被吸声材料有效吸收。
开机正常生产后,该高压离心式风机轴承位壳振实测振动速度有效值分别降到了0.45 mm/s 和0.52 mm/s,属“良好”级别。安装精度不达标及其检查处理措施安装精度主要是指风机轴与驱动电机轴的同心度,即对中性。离心式风机联轴器的同心度要求很高。如果联轴器没有找正,或是找正达不到要求,引起高压离心式风机振动将不可避免。应注意的是,即使原来同心度已经符合要求了,但是风机运行一段时间后,由于各种原因,同心度会也会发生变化,所以应注意定期检查同心度,如发现同心度超过允许偏差了,要立即重新找正。通过试验证明相对于周向蜗板加装消声材料,风机后盖板加装消声材料消声效果明显,且结构简单、制造方便风机压力损失小。因此,当风机发生异常的振动故障时,检查联轴器的对中情况是必不可少的。
高压离心式风机是广泛应用的一种机械,它的工作原理是将机械能转化成气体的压力能,进而排送气体,在建筑业、钢铁业和农业等领域都有应用。金属叶轮是离心风机的重要组成部分,对于离心风机的安全运行和性能起着决定作用。随着经济的发展以及技术的发展,老旧的离心风机已经不能适应现代化发展的需要。因此,对高压离心式风机进行结构优化成为了人们广泛关注的问题。另外,为真实反映风机内流场分布情况,在标准k-ε计算模型的扩散项中加入粘性应力作用,使其高计算误差降低至3%。离心风机结构优化对金属叶轮的稳定运行起着重要的推动作用。
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,主要通过各部件结构优化对离心风机金属叶轮稳定运行的作用作简要分析,以达到为保证金属风机的平稳运行提供理论支持的目的。离心风机和金属叶轮互相影响,互为补充。金属叶轮是离心风机的重要组成部分,在一定程度上决定着离心风机的性能。同时,离心风机的结构优化又促进了叶轮的平稳运行。离心风机广泛应用于锅炉引风、***空调系统等多个领域,为人们的生产生活带来了极大的便利。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:高压离心式风机出口或对称轴处k/n0和/n0。然而离心风机也会造成大量的能源消耗,必须实现对离心风机的结构优化,以保证金属叶轮的平稳运行,达到节约能源的目的。
整机压力云图分布
通过Fluent 软件对掘进工作面离心风机进行流场数值模拟,模拟得出在同流量下,加米字集流器和普通集流器离心风机压力云图可以看出,风机静压从进口至出口逐渐增大,在蜗壳外达到较大。加米字集流器风机进口静压明显高于普通集流器离心风机, 其较大静压达到2 510 Pa,普通集流器达到1 440 Pa;数值模拟结果表明:加进气箱后,离心风机的全开流量与压力有所降低,缩短了有效工作区域。加米字风机的全压较大可达5 860 Pa,而普通集流器较大达到4 260 Pa。
高压离心式风机集流器的压力用Tecplot 软件对模拟结果进行后处理,可以对离心风机集流器的受压进行对比分析。加米字形集流器和普通圆弧形集流器内部流场受压分布所示, 高压离心式风机米字形集流器入口压力为-8 000 Pa,到集流器出口达到-18 000 Pa,压差10 000 Pa;普通圆弧形集流器入口压力为-8 000 Pa,到集流器出口达到-16 000 Pa,压差8 000 Pa,小于米字形集流器。同时也可以看出,加米字形集流器压力梯度变化趋势比普通圆弧形集流器平缓,对稳定进口气流,保证气流的均匀及稳定有更明显的作用。测量时,除地面外无其他的反射条件,测点位置D距地面的高度与风机出口中心持平,水平方向上与出气口轴线成45°,距离出气口中心L=1m。
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