消声蜗壳对离心风机气动性能的影响原风机与不同消声组合试验所得的气动性能对比如图3 所示。试验结果表明: 由于穿孔板相对于光滑的铝板有着较高的壁面摩擦阻力,导致加装穿孔板后的风机压力和效率在整个测试工况范围内都有不同程度的降低。4种消声组合方式的压力损失并不相同,当额定转速为3 800 r /min,在设计工况下,A 组合改进风机全压降低了约16.0 Pa,效率下降了约1.28%; B 组合改进风机全压降低了约5.0 Pa,离心风机效率下降了约0.9%; C 组合改进风机全压降低了约36.8 Pa,效率下降了约3.18%; D 组合改进风机全压降低了约45.8 Pa,效率下降了约3.28%。
主要由于安装穿孔板的面积不同,导致不同消声组合方式的摩擦损失不同。B 组合即只在风机后盖板上安装穿孔板,风机压力损失小。不同工况下,风机压力和效率损失也不相同,在设计工况及偏大流量工况下,离心风机压力和效率损失较大,效率也同步降低。主要原因是大流量工况下,蜗壳内部气流速度较高,气流与穿孔板之间的摩擦损失增加。消声蜗壳为A 组合形式时与原风机的出口A声级随流量变化的对比图。可以看出,不同工况下,A 型消声蜗壳的降噪效果不同,离心风机在额定工况点附近,降噪效果好; 在大流量工况下,降噪效果变差,这主要因为大流量情况下,蜗壳内气体流速较大,而气体流速对吸声材料的吸声效果影响很大; 在小流量工况下,风机流动恶化,风机振动较大,导致振动噪声很大以致降噪效果反而变差。与原风机相比,在额定工况点A 声级降低约4.5 dB( A) ,在大流量工况下,A 声级降低约3.6 dB( A) ,在小流量工况下,A 声级降低约1.9 dB( A) 。
离心风机对比分析
在额定转速下, 假定风机进出口处截面上动压静压均匀分布,对风机进口、出口压力及压差,集流器进出口压力及其压差进行统计。取点方法:在截面中心为轴心,周边均匀取了20 个点,之后计算取其平均值,可以看出,同流量下,加米字形集流器的静压和全压差分别为-4 389.0 Pa 和-2 252.9 Pa,而普通圆弧形集流器的压差为-982.9 Pa 和-32.1 Pa,相比可以看出,离心风机 加米字形集流器导流效果比普通圆弧形集流器好。但是同流量下,普通圆弧形集流器比加米字形集流器风机压差大,有效值大2 366 Pa,风机全压差加米字形比普通圆弧形小2 350.8 Pa,减少的这部分能量用于摩擦发热。说明集流器经过改造提高了粉尘流的导流能力,提高了风机的性能。
本文对掘进工作面离心风机集流器结构进行了改进研究。并对改进前、后的结构的集流器导流效果做了理论分析。然后应用Fluent 流体软件对其进行了数值建模分析, 充分认识离心分机内部流场流体的流动规律,并得到集流器及整个风机的压力云图,截面所受阻力云图,并取点做了统计分析。研究结果表明:离心风机加米字形集流器使集流器进出口压差增加,明显地起到对粉尘流场的导流作用。但是集流器由于增加米字形支撑架,造成集流器截面的摩擦力增大,消耗了风机的一部分动能。但对大型除尘离心风机总体来看,5-51离心风机,采用该结构大大减少制造难度和加工成本,提高了经济效益。
原离心风机和A 型改进风机在点的噪声频谱图。根据风机参数,风机旋转噪声基频为760 Hz,由频谱图可看出在500 ~ 800
Hz 之间的低频噪声并没有降低,而1 250-2 000 Hz 之间吸声材料的降噪效果非常好,噪声下降明显。主要原因就是选用的吸声材料超细玻璃棉在高频率下,4-73离心风机,吸声系数较大,莱芜离心风机,因此多孔吸声材料其吸声效果是高频优于低频的。消声蜗壳为B 组合形式时与原风机的出口A声级随流量变化的对比图。与原风机相比,在额定工况点A 声级降低约7 dB( A) ,在大流量工况,A 声级降低约5.0dB( A) ,在小流量工况下,A 声级降低约2.4 dB( A) 。
在125~ 500Hz 频段之间,风机A 声级有所增大,原因是后盖板加上消声材料后,叶轮轴向安装长度加长引起低频电机振动,噪声增加。在中高频段后盖板加消声材料的降噪效果很好,9-22离心风机,这种方式对于气动噪声及高频振动等起到很好的吸收作用,尤其是离心风机包括电机的高频振动噪声过滤程度明显。消声蜗壳为C 组合形式时与原风机的出口A声级随流量变化的对比图。与原风机相比,在额定工况点总A 声级降低约7.2 dB( A) ,在大流量工况,A 声级降低约5.5 dB( A) ,在小流量工况,A 声级降低约3.5 dB( A) 。是消声蜗壳为D 组合形式时与原风机的出口A声级随流量变化的对比图。与原风机相比,在额定工况点,A 声级降低约5.14 dB( A) ,离心风机在大流量工况,总A 声级降低约5.0 dB( A) ,在小流量工况,A 声级降低约2.0 dB( A) 。降噪效果稍微好于A 型改进风机,但不明显。可见前盖板加装消声材料降噪效果并不好,主要原因由于进口处有集流器,导致安装消声材料的面积相对于后盖板小很多,吸声效果不明显。
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