軸流通風機
關注創建者：雙螺桿泵 創建時間：2023-07-11
軸流通風機的實例教程
本文以 FBD 系列．額定功率為 55kW 礦用軸流式通風機模型為基礎 ，在額 定轉速為 3000r／m in，額 定 壓 力 為5050Pa，且不考慮葉輪與機殼的軸 向間隙的情況下，在一級葉輪單獨運行時，運FLUENT 對礦用軸流式通風機的一級葉輪的氣動噪聲進行數值分析。
1、FBD礦用軸流式通風機結構及參數
1.1 FBD礦用軸流式通風機一般結構
FB D 系列通風機為礦川隔爆 型設備，一般由集風器 、I 級機體 、 I 級葉 輪 、 Ⅱ級 機體 、 Ⅱ級 葉輪 、隔 爆 型 i 相異 步電動機 、消聲擴散錐組成，如 1所示。
圖1 FBD通風機結構
1.2 FBD礦用軸流式通風機參數
通風機詳見表1。
表1 FBD通風機參數
2、通風機內部流域的網格劃分及計算模型的選擇
2.1 通風機內部流域的網格劃分
運用UG提取軸流式通風機模型的內部流域。為使進出口不出現回流現象，分別對進出口流域作加長處理，因為此模型為不可壓縮流體，邊界布置到 2 —4 倍通風機的特征長度 。此模型的進出El特征長度為800mm ，因此把進口加長1600mm，出口加長3200mm 。在運用hypermesh對流域進行 網格劃分時對葉 片進行非結構化網格劃分并加密，如圖2所示。由于壁面對湍流流動 的影響較大，故在機殼壁面設置為3層邊界層網格，每層網格厚度為 0.1，如圖3示 。共劃分了約300萬個網格。
圖2 葉輪網格劃分
2.2 計算模型的選擇及邊界條件的設置
1) 湍流模型的選擇：為觀察通風機流域的渦流變化以及與后期的聲學模型相結合 。選用大渦模型(LES) 。
展開 GB/T·1236-2017·工業通風機·用標準化風道性能試驗 GB/T2888-2008風機和羅茨鼓風機噪聲測量方法 GB/T3235-2008通風機基本型式、尺寸參數及性能曲線 GB/T10178-2006工業通風機現場性能試驗 GB/T19075-2003工業通風機詞匯及種類定義 GB/T13274-91-般用途軸流通風機技術條件 GB/T13275-91-般用途軸流通風機技術條件 JB/T9101-2014通風機轉子平衡 JB/T8690-2014通風機噪聲限值 JB/T10562-2006-般用途軸流通風機·技術條件 JB/T10563-2006-般用途軸流通風機·技術條件 JB/T2977-2005工業通風機、透平鼓風機和壓縮機名詞術語 JB/T-6445-2005·工業通風機葉輪超速試驗
展開 軸流通風機當其葉片較薄以及過度前掠，重心偏離葉根截面中心時，較高轉 速造成的離心力和不穩定進氣流造成的葉片升力的變化，很容易激發葉片振動。
同時由于流固耦合，還可能造成葉片的馳振，使葉片提前疲勞損壞，降低風機效率, 并產生較大的氣動噪聲。
在葉輪設計時有必要對其振動模態進行計算，但葉片葉身曲面復雜，用經典 理論無法求解，因此必須借用有限元模型來計算。ANSYS是當今比較有名的有限 元分析軟件之一，具有多種物理場的求解功能，可以很方便地進行模態分析；大型 CAD系統軟件UniGraphics具有豐富的曲面造型功能，非常適合于葉輪等具有復 雜曲面實體的造型，建好的實體模型導入ANSYS即可進行模態分析。
1. 葉輪CAD模型建立和接口導入
1.1 葉輪基本參數
軸流通風機為整體注塑 ABS塑料葉輪，葉片數為4,葉片較寬，葉片呈前掠狀。
工作轉速為860r/min,輪轂直徑為0.147m,葉輪外徑為0.42m。
1.2 幾何建模建立
通過三坐標測量儀測量得到葉片表面型值點，將點陣連接成曲面，并利用軟件 UG的曲面剪裁和縫合功能，將葉片的曲面連接起來。一旦所有曲面被縫合就自動 生成以各曲面為邊界的實體。
葉輪為循環對稱結構，為加快有限元分析過程，利用ANSYS的循環對稱分析 功能,對一個90°基本扇區進行求解。建模時使全局坐標系的Z軸與葉輪旋轉軸線 對應，建立完整葉輪模型，然后用過輪轂軸線兩個相互夾角為 90°的兩個平面切出 1/4的葉輪模型。
展開 熱設計：通風機的分類、應用及性能參數
通風機是用于輸送氣體的機械，從能量觀點看，它是把原動機的機械能轉變為氣體能量的一種機械。
為學習、了解通風機，本文先介紹一些最基本的知識。
1.1.通風機的分類
按結構和工作原理，把通風機作以下分類：
QUOTE:
1)、離心式通風機
1.前向葉片通風機（包括多翼通風機，一般前向通風機）
2.徑向葉片通風機
3.后向葉片通風機
4.機翼型葉片通風機
2)、混流式通風機
3)、軸流通風機
4)、橫流式通風機（貫流通風機）
1.2.通風機的應用
通風機廣泛地應用于各個工業部門，一般講，離心式通風機適用于小流量、高壓力的場所，而軸流式通風機則常用于大流量、低壓力的情況。
一、鍋爐用通風機
鍋爐用通風機根據鍋爐的規格可選用離心式或軸流式。又按它的作用分為鍋爐通風機—向鍋爐內輸送空氣；鍋爐引風機—把鍋爐內的煙氣抽走。
二、通風換氣用通風機
這類通風機一般是供工廠及各種建筑物通風換氣及采暖通風用，要求壓力不高，但噪聲要求要低，可采用離心式或軸流式通風機。
三、工業爐（化鐵爐、鍛工爐、冶金爐等）用通風機
此種通風機要求壓力較高，一般為２９４０～１４７００Ｎ／ｍ２，即高壓離心通風機的范圍。因壓力高、葉輪圓周速度大，故設計時葉輪要有足夠的強度。
四、礦井用通風機
它有兩種：一種是主通風機（又稱主扇），用來向井下輸送新鮮空氣，其流量較大，采用軸流式較合適，也有用離心式的；另一種是局部通風機（又稱局扇），用于礦井工作面的通風，其流量、壓力均小，多采用防爆軸流式通風機。
五、煤粉通風機
輸送熱電站鍋爐燃燒系統的煤粉，多采用離心式風機。
展開 軸流式風機—氣流軸向駛入旋轉葉片通道，由于葉片與氣體相互作用，氣體被壓縮后近似在圓柱型表面上沿軸線方向流動。
混流式風機—氣體與主軸成某一角度的方向進入旋轉葉道，近似沿錐面流動。
橫流式風機—氣體橫貫旋轉葉道，而受到葉片作用升高壓力。
按生產壓力的高低分類(以絕對壓力計算)：
通風機—排氣壓力低于112700Pa；
鼓風機—排氣壓力在112700Pa~343000Pa之間；
壓縮機—排氣壓力高于343000Pa以上；
通風機高低壓相應分類如下(在標準狀態下)
低壓離心通風機：全壓P≤1000Pa
中壓離心通風機：全壓P=1000~5000Pa
高壓離心通風機：全壓P=5000~30000Pa
低壓軸流通風機：全壓P≤500Pa
高壓軸流通風機：全壓P=500~5000Pa
2、一般通風機全稱表示方法
型式和品種組成表示方法：
壓力：
離心通風機的壓力指升壓（相對于大氣的壓力）,即氣體在風機內壓力的升高值或者該風機進出口處氣體壓力之差。它有靜壓、動壓、全壓之分。性能參數指全壓（等于風機出口與進口總壓之差）,其單位常用Pa、KPa、mH2O、mmH2O等。
流量：
單位時間內流過風機的氣體容積,又稱風量。常用Q來表示,常用單位是：m3/s、m3/min、m3/h（秒、分、小時）。(有時候也用到“質量流量”即單位時間內流過風機的氣體質量,這個時候需要考慮風機進口的氣體密度,與氣體成份,當地大氣壓,氣體溫度,進口壓力有密切影響,需經換算才能得到習慣的“氣體流量”。
轉速：
風機轉子旋轉速度。常以n來表示、其單位用r/min(r表示轉速，min表示分鐘)。
功率：
驅動風機所需要的功率。
展開 
軸流通風機的最新內容
軸流式水輪機CFX分析
AxialIni_001.res
使用 ANSYS CFX 對軸流式渦輪機進行穩態 CFD 仿真。對于湍流剪切應力傳輸模型使用。附上仿真結果文件可供下載
軸流通風機當其葉片較薄以及過度前掠，重心偏離葉根截面中心時，較高轉 速造成的離心力和不穩定進氣流造成的葉片升力的變化，很容易激發葉片振動。
同時由于流固耦合，還可能造成葉片的馳振，使葉片提前疲勞損壞，降低風機效率, 并產生較大的氣動噪聲。
在葉輪設計時有必要對其振動模態進行計算，但葉片葉身曲面復雜，用經典 理論無法求解，因此必須借用有限元模型來計算。
本文以 FBD 系列．額定功率為 55kW 礦用軸流式通風機模型為基礎 ，在額 定轉速為 3000r／m in，額 定 壓 力 為5050Pa，且不考慮葉輪與機殼的軸 向間隙的情況下，在一級葉輪單獨運行時，運FLUENT 對礦用軸流式通風機的一級葉輪的氣動噪聲進行數值分析。
為了設計出高性能的通風機，傳統的設計方法已滿足不了需要，必須采用現代設計理論和方法。這就要求設計者必須詳細掌握流體機械性能和內部流動狀況，從而給流體機械內部流動理論和試驗研究提出了新的課題。而大型商用CFD軟件的出現給風機的數值模擬帶來了極大的便利，使人們對風機內部流場有了更深入地了解
基于CFD的離心通風機結構優化方法與試驗對比
一、離心通風機數值計算模型及分析
1.1 網格劃分及計算方法的確定
現以我院設計的A型離心通風機為研究對象，該風機由于其自身小流量、高壓力、低噪聲的特性，廣泛應用于特殊用途，受到客戶的一致好評。然而，在實際應用中，
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CFD應用解決大型汽輪發電機的通風問題
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汽輪發電機的原理及結構
汽輪發電機是一種交流電機，是同步發電機的一種，其轉子的轉速n(r/min)與電網頻率f(Hz)之間有著恒定的比例關系
本案例計算單級軸流壓縮機內部流場，并驗證出口壓力及流量。
1 問題描述
計算模型如圖所示。
采用單個轉子葉片與單個定子葉片進行計算，利用旋轉參考系模型模擬轉子的轉動，計算參數如表所示。
采用穩態、湍流計算，考慮氣體的可壓縮性，利用理想氣體模型計算密度。
2 Fluent設置
2.1 Models設置
右鍵選擇模型樹節點Models > Energy
論文分享
作者：Mark R. Anderson
ConceptsNREC 首席技術官
1853年都納爾(Tournaire)向法國科學院提出了多級軸流壓縮機的概念。1884年英國C.A.帕森斯(Parsons)將多級反動式透平反向旋轉，得出了第一臺軸流式壓縮機，19級，流量85kg/s，壓力12.1kPa·G，轉速4000r/min，效率約60%。由于效率低，故軸流式壓縮機未能成功地推廣應用。 從二十世紀三十年代開始，由于航空事業發展的需要，對航空燃氣輪機進行了大量的理論和試驗研究
