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整流板长度对风机性能的影响

信息来源:发布时间:2021-03-08阅读:597

     离心通风机中,气流经叶轮做功后压力增高速度增加,虽然经过了扩压器的扩压,速度进一步降低转化为压力能,但是通风机中的扩压器基本都很简单,相对高速的气体进入蜗壳不但会出现尾流-射流现象,而且由于叶轮出口到蜗壳的突扩会在叶轮出口处产生不同旋转强度的旋涡,这些都极大的影响了风机的效率。为了减少这种旋涡的出现,常常在蜗壳中安装整流板,通过减小突扩从而减少大强度的旋涡,其结构如图 9 所示。

本文研究了三个带不同长度整流板的风机,其中 model 1 风机整流板长度是 180mm,model 2 风机的整流板长度是 100mm,model 3 风机的整流板长度是 70mm。三种模型相同位置网格疏密情况基本一致,蜗舌部分和蜗壳叶轮 interface 部分的网格尺寸相同;三种模型的蜗壳网格数分别是 714687、718966 和 730124;叶轮和进口集流器部分使用相同的模型,叶轮和进口集流器之间的间隙为 2mm。
   
     图 10 是整流板长度不同的模型风机整机模拟的性能曲线图,可以看出三种模型的全压和流量均达到了设计要求,在设计工况下 model 2 的全压分别比 model 1 和 model 3 的全压高了 2.5%和 1.18%,在大流量时 model 2 的全压分别比 model 1 和 model 3 的全压高了 6.3%和 0.85%,在小流量下相差则不是很大;效率的趋势则基本与全压趋势保持一致,小流量下三种模型效率相差不大,在设计工况下 model 2 的效率分别比 model 1 和 model 3 的效率高了 1.19%和 1.13%,大流量下 model 2 的效率则分别比 model 1 和 model 3 的效率高了 7.1%
和 0.75%。
图 11 是不同长度整流板的风机设计工况下跨盘盖中心截面的静压分布,可以看出随着半径的增大,整流板不同的三个模型静压都增加了,且三种模型的静压分布状况相似,不同的是 model 1 出口压力较低,气流从叶轮进入蜗壳后静压迅速上升,model 2 和 model 3
出口压力基本相同,气流从叶轮进入蜗壳后压力逐渐升高。图 12 是不同长度整流板的风机设计工况下叶轮中心截面的相对速度分布,可以看出三个模型都在靠近蜗舌处的两个叶道内出现了涡旋,其中 model 2 在上游的那个流道涡旋强度较大,下游流道涡旋强度很小,流
动状况最好,model 1 虽然在两个流道内都产生涡旋,涡旋强度较大,流动状况尚可,model3 在两个流道内都产生了比较大的涡旋,基本占据整个流道,流动状况最差。这也说明风机下游设备会对上游设备产生影响。
 
结论:比较了不同长度的整流板对风机性能的影响,整流板过长会使其距离叶轮前盘的间隙过小,气流在从叶轮进入蜗壳的时候流动非常不均匀,产生较大的流动损失,影响了风机的全压和效率,整流板太短则会明显减弱集流器与叶轮之间的气体泄漏阻挡效果,也会影响
全压和效率,合理长度的整流板会破坏因为叶轮、蜗壳突扩产生的大尺度漩涡,同时对进口集流器和叶轮之间的气体泄漏也有一定的阻挡作用,减少了流动损失和泄漏损失,提高了全压和效率。
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