礦用通風機的案例
FBD型礦用軸流式通風機葉輪氣動噪聲的數值分析
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 基于ANSYS的礦用掘進機回轉臺振動疲勞分析方法
摘 要：掘進機截割過程易受到強沖擊載荷而導致回轉臺產生振動疲勞現象，對作業的可靠性和穩定性影響較大。經分析掘進機回轉臺的作業原理，依據Palmgram-Miner疲勞判斷法則，利用ANSYS仿真軟件對回轉臺振動疲勞情況進行分析。結果表明：回轉臺X軸向的振動對回轉臺疲勞損傷影響較大，通過減振能夠較好的提升回轉臺的整體壽命；回轉臺與油缸連接的4個銷軸位置易產生疲勞損壞現象，最小循環載荷為38 965次；仿真結果與現實情況相一致，分析方法具備一定的合理性與可行性，能夠作為回轉臺結構優化和改進的參考依據。
關鍵詞：掘進機;回轉臺;ANSYS;振動疲勞;
0前言
掘進機是煤炭業機械化高效快速掘進的關鍵裝備之一，承擔著截割、裝載運輸以及操作等諸多任務，適用于多種復雜的工作環境。采掘技術及其裝備水平是保障礦企高產穩產的關鍵措施，也直接著煤礦開采的能力和安全。回轉臺作為掘進機截割臂運動的關鍵驅動與承載部件，受到截割力的強沖擊載荷作用，易引起結構產生不良振動，導致結構變形、開裂等失效現象，極大的影響著掘進作業的安全性和穩定性。因此，通過分析掘進機回轉臺作業原理，結合疲勞分析理論和可靠性理論，運用ANSYS系統對回轉臺振動疲勞進行仿真分析，從而對回轉臺的使用壽命進行合理化預估，以期進一步提升掘進作業安全性。同時，也為回轉臺及相關結構的優化改進提供了新的技術支持。
1 回轉臺作業原理與疲勞分析方法
礦用掘進機是當前煤礦機械化智能掘進的關鍵裝備，主要由截割部、行走機構、回轉臺以及冷卻機構等部分所構成，能夠滿足井下復雜環境的煤礦開采要求。通過各油缸的伸縮驅使回轉臺動作，進而帶動截割臂旋轉和抬高，使截割頭針對工作面不同方位進行截割。回轉臺是驅使截割臂動作的基礎裝置，對作業回轉角以及采掘面積的影響較大。掘進機回轉臺動作示意圖如圖1所示。
展開 CFdesign軟件在“風扇/壓縮機/通風機”產品的設計應用培訓/研討
上海盛元公司將與2007年8月在上海舉辦CFdesign軟件在“風扇/壓縮機/通風機”等產品的設計應用培訓/研討會。
本次培訓研討會將邀請BRNI公司的技術專家何安定博士做詳細的專題報告。
具體時間與詳細地點請登錄ww.sheenray.com查看。歡迎大家報名。
上海盛元信息科技有限公司
『轉貼』熱設計：通風機的分類、應用及性能參數
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 
CFD應用解決大型汽輪發電機的通風問題
發電機結構
定子部分：定子機座、鐵心、定子線圈及裝配、軸承、端蓋、油、密封等、出線盒、冷卻器
轉子部分：轉軸、轉子線圈、槽楔、護環、中心環、風扇、聯軸器等
雙水內冷發電機結構
2
汽輪發電機的通風及CFD應用
按冷卻介質分類：
：空冷(QF)、全氫冷(QFN)、水氫氫(QFSN)、雙水內冷(QFS)、蒸發冷卻（QFSF）
按轉子冷卻方式分類：副槽通風(如：QF及QFSN-300)、氣隙取氣(如：QFSN-600)、軸向-徑向(如：QFSN-1000)
1000MW水氫冷發電機通風圖
600MW水氫冷發電機通風圖
660MW雙水內冷發電機通風圖
CFD模擬后處理
3
CFD應用實例
某電廠兩臺QFS型300MW雙水內冷發電機，增容改造后在電廠運行測試中，都發現鐵心端部出現過熱現象。在汽、勵兩端靠近邊段鐵心處，分別裝有高度為10mm的徑向擋風板。
兩臺發電機不同段鐵心軛部溫升分布
建立數值模型進行CFD分析，由于汽端和勵端關于鐵心中心線對稱，因此，計算取一半鐵心。
徑向擋風板高度分別為0、10、15、20、25及30mm時，靠近擋風板處的速度等值線分布，依次如下。
展開 國產通風機開發流程及技術痛點
1 風機產品開發流程
正向設計的一般完整開發流程下圖所示：
2 開發現狀分析及面臨問題
（1）初始設計是根據壓力、流量等約束條件，從二維葉型到三維葉片的過程，理論設計書籍中，推薦參數及形式較為寬泛，造成初始設計需要多次嘗試，改變一次參數，利用通用的三維造型軟件建模往往需要花費大量精力。所以，初始設計中，實現葉片快速造型能夠大大提高初始設計的效率。
（2）從原始的葉型選擇到三維葉片的彎、掠、扭設計，要求從業者理論功底扎實，開發周期長，并且設計出的模型一般需要再次改型設計才能完全符合選型要求。
目前國內風機廠家設計能力較差，直接仿造及相似設計較多。但是當應用場合變化或者性能要求嚴格時，往往不能達到理想效果。
一種較為便捷的方法，既能規避國外專利的技術壁壘，又能在較高性能水平的基礎上提升性能，這種方法是：改型設計。
3 解決方案
（1）葉片快速造型
葉片快速造型的一般流程是：
（2）快速改型設計
改型設計的一般流程是：
4 造型、仿真、優化算法的耦合方案
無論是初始設計還是改型設計，得到幾何模型后，可用于直接加工制造然后實驗驗證。但是這樣往往造成加工樣件數過多，增加時間和物料成本。
CFD仿真有以下優勢：
a. 虛擬實驗，減少物料成本
b. 快速得到結果，減少時間成本
c. 結果可視化，深入研究內部流場
可先采用CFD手段對初始的若干種方案進行對比研究，遴選出性能較優的幾種方案，最后做實驗對比。
更為便捷的做法是通過優化算法可自動得到較優的葉片三維造型，流程為：
1. 利用造型模塊，隨機輸出不同葉片參數（葉型參數、彎、掠等）的幾何模型；
2. 對輸出的幾何模型進行仿真，進行設計變量的敏感度分析；
3. 選出需要優化的設計變量，對設計變量變化范圍進行限制
展開 基于CFD的離心通風機結構優化方法與試驗對比
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，客戶反映該型號風機的噪聲特性不是很穩定，某單臺風機的噪聲值甚至超過限定值，靜壓也稍偏高。圖1、圖2分別為該型號風機改進前的結構簡圖及葉輪示意圖，風機采用非常規蝸舌、長短葉片，其基本設計參數：葉輪直徑D=560mm，設計流量Qv=1000m3/h，設計靜壓psF=4500Pa ，噪聲限定值≤75dB（A）。
由于風機的結構較復雜且屬于不規則形狀，網格劃分采用三維非結構化網格。相對于結構化網格，非結構化網格計算過程比較復雜，但局部加密比較容易，對不規則空間適應能力較強，易于顯示流場的細微結構。本文選用四面體非結構化網格對計算模型進行網格劃分，共生成了615455個網格。整個流場按主要部件劃分為3個計算區域，即：1——進口模擬管段；2——風機機殼內靜止段加出口模擬管段；3——風機葉輪旋轉區域段，各區域單獨生成合適的網格，相鄰的區域共用同一個面，享用相同的網格節點。其中區域3為運動域。
由于風機模型含旋轉的動邊界和靜止不動的靜邊界，因此，旋轉葉輪和靜止機殼之間的耦合采用了多參考坐標性模型（MRF）。計算采用三維雷諾平均守恒型定常Navier-Stokes方程和k-ε標準兩方程湍流模型；壁面附近應用標準壁面函數。
展開 軸流通風機葉片模態仿真及其對氣動噪聲的影響
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 工業通風機研制參考學習標準
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 應用CFD數值模擬對離心通風機葉輪進行設計分析
4、
結論
應用計算流體動力學的方法對離心通風機葉輪進行三維的內部流場數值模擬，從流場圖來看，葉輪內部流動非常復雜。試驗結果與數值模擬結果的對比分析，驗證了數值模擬具有較好的準確性和可信度，從而在實際工程中，可用數值模擬來代替部分試驗，以達到縮短周期、節約開發成本的目的。
文章來源：聚英風機
極坐標離心式通風機通用介紹
極坐標離心式通風機通用介紹
作者：林建文
離心式風機是一種常見的通風機類型，葉片旋轉對氣體做功，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向蝸形機殼。因氣體在葉輪內的流動主要是在徑向平面內，故又稱徑流通風機。
風機葉片是風機的重要部件，它的幾何形狀，安裝角度，葉片數目對性能有很大的影響。每次都重新設計一款風機相當耗時。極坐標網提供多種性能優良的風機模型。用戶只需要輸入相關的參數值，網站便可生成相應的模型。
下面進行詳細介紹：
(1) 計算比轉速
用戶確定設計轉速n（RPM）和設計流量Q（m^3/h）和全壓差（Pa），根據風機比轉速公式算出比轉速:
(2)算出比轉速之后，在網站選擇相等或相似比轉速的離心風機；
(3)進入風機頁面后，輸入一些基本參數，網站便會生成模型。需要注意的是：
1、輸入設計流量和設計轉速，模型尺寸按照尺寸系數公式進行縮放:
式中nd，Qd分別表示風機的額定轉速、額定流量。
但是模型的厚度并不會縮放，因此，用戶需要根據縮放的情況，相應調整各個部分的厚度值來滿足工程上的需要。
2、改變葉片數對風機的性能有較大的改變，一般建議不改動。
下面介紹一個實例；
設計一個離心風葉，轉速2000RPM,流量300 m^3/h，全壓400Pa。
（1）計算得到比轉速為ns=35.7。T6-31型離心風機的比轉速為33.31。
展開 
離心式通風機CAESES建模經驗介紹
離心式通風機CAESES建模經驗介紹
作者 徐潤澤
離心式通風機的使用介紹已經有同事分享過了，我這里就雜談一下建模經驗吧，CAESES建模的好處就是可以全參數化建模，并且可以將需要參數提取出來，這樣下次只要輸入參數就能得到不同的模型，非常方便。
在離心式通風機的CAESES建模過程中，有兩個參數轉速n和流量Q，用戶輸入這兩個參數時因為這兩個數值的變化會引起整個模型的縮放，然而我們又應該保持蝸殼和葉片的厚度不能隨著模型放大縮小而變化，這個可以用厚度除以放大倍數來實現，可以看出，CAESES建出的模型，參數縮放可以是整個模型，也可以是某幾個參數保持不變，自由度很高。
又比如在如何添加葉片厚度的時候，問題是一條三維曲線的法向偏移，這里是用的generic curve的命令，如下圖的這條線用左邊的公式寫出
其中projection是中間的線LE_act向底面的投影線，thickness_blade是葉片厚度，思路是用投影線得出LE線的X和Y方向的法向偏移，高度還是LE線的高度。又因projection的t并不等于LE_act的t，于是用LE_act.getPos(LE_act.ft(0,projection.getPos(t):x)):z轉化為x值來得出，之后就可以切除得到最后的模型了。這里建模用的是法向的偏移，如果有需要，generic curve可以繪制出其他角度的偏移曲線。
這里的風機建模用的是風葉的葉片厚度，底座厚度，外罩厚度，蝸殼厚度，葉片數，轉速和流量這7個參數，如果用戶有需要，可以定制需要變量的參數提取出來，然后輸入想要的數值進行建模。所有參數可調，并且可根據需求來添加刪減可調參數，形成針對于這一特定工業產品的智能設計系統。
展開 鎂合金壓鑄件機加工過程通風降塵及安全要求
6 通風除塵必要的裝置及安全要求
6.1 通風
鎂合金鑄件加工車間內應設有完備的通風除塵設施，其防爆功能應符合GB/T17919的要求。
6.2 除塵
6.2.1 去毛刺、打磨加工現場應安裝濕式集塵機，不要使用干式集塵機和真空吸塵器。
6.2.2 濕式集塵機輸送管道的終端應置于戶外一安全地帶。
6.2.3 管道系統、除塵器和通風系統應設計良好，以使鎂灰塵的濃度低于鎂的最低易燃限度(LFL)，即25%。
6.2.4 灰塵收集系統的所有構件都應是導電材料。
6.2.5 連接導管或者吸氣管應該完全接地和相互連接的，沒有不必要的彎曲。管道內部應該光滑，內部接搭處應標識于空氣流動方向。
6.2.6 每個濕式集塵機應僅僅對應于鎂或鎂合金的收集，并且有自己的灰塵分離單元。
6.2.7 定期及時排放以避免氫氣的聚集，收集器的每個腔室都能排放以驅散氫氣。
6.2.8 濕式集塵機中的沉淀容器的沉淀物基準不能超過該容器水容量的5%，沉淀物應及時清除。
6.2.9 集塵箱以一天清理一次為準，使箱內積沉物不要堆積太多，集塵風機須定期清理過濾網(過濾器)，定期打開風蓋，清理葉輪片上積沉之灰塵，以保證葉輪動力平衡，保證風機壽命及抽風能力不致于降低。
6.2.10 過濾水箱以盛入一半水為準，過濾水箱每隔一天應排放污水更換新水，并清理底部沉積之粉塵。
6.3 機加工安全要求
在銑屑、數控等機加工鎂合金鑄件時，必須嚴格遵守安全規定。絕對不可以在沒有建立安全措施的加工其它金屬的設備上加工鎂合金鑄件。在機加工和處理鎂合金碎屑時，必須遵守以下規定：
6.3.1 嚴禁吸煙。
6.3.2 保持切削刀鋒利，并有足夠的切削角。
6.3.3 使用大進給量，以產生較厚的碎屑。
6.3.4 消除碎屑燃燒的火源。
展開 光纖壓力傳感器FOP-M在礦井測量氣壓應用
在歐美一些國家將密度不均勻的流體稱為分層流，日本將其稱為密度流．我國從 20世紀50年代開始，采用異重流的名稱．實際上流體中出現分層的現象是相當多的；如：①大氣由于重力作用，近地面密度大于高空密度而形成各種層次，深的湖泊、水庫和海洋由于日照作用，表面溫度高、密度小，深層溫度低、密度大，常出現明顯的分層，在這類情況中流體內部密度的變化主要在鉛垂方向，在水平方向則幾乎沒有變化；②工業冷卻水排入河、湖中時，沿表面水溫度高，下部水溫低，則發生溫差異重流；③礦用局部通風機將新鮮風通過遠距離風筒送入工作面時，新鮮風流與工作面污濁風流在風筒出口前方形成密度差二層異重流；④瓦斯與空氣的密度不同，當流速低于一臨界值時，采區巷道內的瓦斯則在頂板上方聚集形成瓦斯與空氣分層異重流．基于流體異重流現象，對分層流作這樣的認定和理解：在重力場中密度不均勻的礦內空氣形成有層次的流動，其密度變化主要在鉛垂方向而形成近于水平的層次．空氣流體的密度差形成的原因主要由溫度的差異，針對自然界中大氣流體分層異重流現象。
基于氣壓測算標高數學模型和氣相壓力傳感器設計原則，應用數字模擬電路、單片機及其相關電路與編程設計技術，研制開發了用于測算礦井通風系統阻力參數氣壓（絕壓）、相對壓力、大氣密度和溫度及相對標高等常用礦井通風系統技術參數的新型數字儀表．該儀表與已有的氣壓計相比較增加了空氣溫度、密度和測點相對標高值（測點絕對高度變化值）的測量．
最后推薦一款可以應用在礦井測量氣壓的光纖傳感器，由工采網從國外引進的高質量光纖壓力傳感器 - FOP-M,FOP-M是一種光纖壓力傳感器，主要用在可能出現高溫的場合，如航空和國防。除此之外，此款傳感器也是惡劣和危險環境下一般工業應用的有用工具。FOP-M還具備以下優點：不受EI/RFI影響、尺寸小、可在惡劣環境下做可靠測量、精度高 以及耐腐蝕等。
展開 