本文主要完成设计高压风机的稳态和瞬态数值计算,在瞬态数值计算结果稳定后,采用FW-H模型计算设计风机的气动噪声值。根据数值计算结果,得出以下结论:
(1)通过比较设计风机样机和斜槽离心风机样机的数值计算结果,可以看出在设计流量条件下重新设计的离心机,高压风机,风机的总压值高于E设计目标,效率68%,效率比样机高19.9%,总压值由4626pa提高到5257pa,特高压风机,均满足合作单位的性能要求。
(2)通过观察原型风机和斜槽风机叶片通道的流线图,可以看出设计风机的长、短叶片吸力面分离较弱,但没有强涡流区。与样机的内部流程相比,该流程有了很大的改进,效率也有了很大的提高。
(3)根据计算出高压风机的噪声频谱,可以看出设计风机的声压在1100Hz时有一个峰值,声压值为58dB。在远场噪声计算中,随着受流点到叶轮中心距离的增加,风机噪声值呈下降趋势。
针对高压风机历史运行数据使用不足、建模周期长的问题,防爆高压风机,提出了一种基于较小二乘支持向量机(LSSVM)和拉丁超立方体采样(LHS)的大型离心风机性能预测方法。以出口压力作为衡量离心风机性能的指标,采用LSSVM建立离心风机性能预测模型。采用LHS方法对离心风机的进口温度、进口压力、进口流量和转速进行了采集,并对采集的数据进行了归1化处理,用于LSSVM模型的训练。通过试验数据对模型进行了验证。有效性。结果表明,高压风机基于LSSVM和LHS的大型离心风机性能预测方法能够充分利用现有的风机数据信息,快速、准确地预测风机性能。离心风机的主要作用是***空气供给,稀释有害气体,降低煤尘浓度,对煤矿安全生产具有重要意义。通风机性能稳定直接关系到地下设备的可靠运行和人员的安全。高压风机性能预测控制和运行优化是建立在准确的性能预测模型基础上的,因此建立准确的风机性能预测模型具有十分重要的意义。
建立高压风机性能预测模型的主要方法有三种:
(1)应用数学、流体力学和流场理论建立离心风机模型,预测离心风机的性能。
(2)实验方法是利用***的测量技术,建立离心风机在各种工况下的实验模型。
(3)基于计算机技术,利用各种CFD(计算流体力学)数值模拟技术建立离心风机性能预测模型。
叶轮、蜗壳和集热器是离心风机的三个主要部件。下面详细介绍了各构件及主要结构参数的研究进展。离心风机叶轮的主要结构参数有:叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶轮进口直径、高压风机叶轮进口宽度、叶片数、叶片进出口安装角度。对于风机的整体性能,除叶轮结构参数外,叶轮叶型直接影响风机叶片通道内的流动特性,对风机的总压和效率等性能参数也有很大的影响。目前离心风机叶片型线主要有单圆弧叶片、双圆弧拼接叶片、S型叶片和等减速流型叶片。此外,学者们还研究了三维叶片技术和扭叶片。根据叶片出口安装角度的不同,叶片的安装方式有三种:前向、径向和后向。许多学者对上述叶片型线的性能进行了大量的研究,并深入分析了不同叶片结构的优缺点。对单圆弧叶片和恒减速叶片离心风机的内部流动特性进行了实验研究。结果表明,等减速流型的叶轮不仅使叶轮通道内的压力梯度变化更为规律,而且有效地削弱了高压风机叶轮出口的射流尾流结构,从而有效地降低了离心风机的流量损失、扩散损失和出口。与单圆弧叶片相比,有效地提高了混合损失的效率。