離心引風機推薦廠家 優質風機選擇冠熙

煤礦生產中， 掘進工作面是主要的產塵環節。粉塵不僅嚴重危及采掘工作面人員的身體健康，而且容易造成重大事故隱患。采用除塵風機對掘進工作面進行降塵是主要降塵方式之一。但是，由于工作面粉塵極易隨風四處擴散，如何將粉塵定向導入離心風機，提高除塵效率，是亟待解決的問題。其中集流器是引導粉塵氣體進入離心引風機的重要結構，其結構形式對風機性能有很大的影響。有關研究表明圓弧形集流器對提高風機性能效果好。另外，為真實反映風機內流場分布情況，在標準k-ε計算模型的擴散項中加入粘性應力作用，使其高計算誤差降低至3%。山東冠熙環保設備有限公司對集流器進行改進，在離心引風機集流器內部的側壁上固定若干條肋組成的“米”字支撐架。

本文將對加米字支撐架的集流器和普通圓弧形集流器進行整機數值模擬，重點分析這2 種結構形式對掘進工作面的粉塵的導流效果，并對比其對風機性能的影響，為掘進工作面降塵效率的提高提供理論依據。

離心引風機流體的數學模型

粉塵流體在風機中流動的物理條件較為復雜，影響因素較多，因此在離心風機的數值計算中，假設流體為連續等溫不可壓縮的牛頓流體穩態運動而且各組分之間沒有化學反應。其在風機中的流動要遵循質量守恒定律、動量定理和能量守恒定律3 個基本物理守恒定律的支配。不同工況下，風機壓力和效率損失也不相同，在設計工況及偏大流量工況下，離心引風機壓力和效率損失較大，效率也同步降低。

幾何模型建立與網格劃分

計算模型采用掘進工作面4-72-5.6A 防爆防腐蝕的離心式通風機，其主要參數：電機功率22 kW,轉速2 930 r/min,流量10 122~25 736 m3/h,全壓4 152~2 330 Pa。其主要由進風口、集流器、葉輪和蝸殼組成。

離心引風機集流器中添加了米字形結構與環形擋環。風機結構復雜且葉片外形不規則，因此生成結構化網格比較困難，相反非結構化網格適應能力強，在處理復雜結構時有利于網格的自適應。

因此離心引風機采用四面體非結構化網格。使用ANSYS 軟件中的CFD 軟件進行網格劃分，加米字形集流器模型網格數1 072 503，網格節點數184 910；普通圓弧形模型網格數1 296 832，網格節點數223 847。以離心風機在掘進工作面環境下的運行工況為依據，進行離心引風機參數設置：流量取22 806.54 m3/h，流速取6.335 15 m/s, 質量流量取7.491 3 kg/s。把Pro/E 建立的幾何模型導入Fluent 中并對幾何模型的邊界條件計算參數進行設定。其中入口類型采用速度進口，出口設為壓力邊界條件，本計算采用的樣機是礦用式離心風機， 出口靜壓可以近似為0，蝸殼內壁及葉輪壁面粗糙度均取0.5，集流器、葉輪、蝸殼等各流體區域結合處的公共面采用interface邊界類型面， 將葉片的壓力面和吸力面以及葉輪前盤、后盤和轉軸的內外表面一起定義為旋轉壁面。環境壓力為101 325 Pa，取粉塵流體密度ρ=1.225 kg/m3。計算時采用SIMPLE 壓力速度耦合方法進行。主要從集流器優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響、窩殼優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響、電機優化對離心風機金屬葉輪穩定運行影響，以及葉片形狀優化對離心引風機金屬葉輪穩定運行影響四個方面進行分析，為保證金屬葉輪的穩定運行提供技術支持。

在標準進氣風管測試裝置上，對離心引風機及在風機蝸殼周向板、前蓋板、后蓋板等部位分別加裝吸聲材料后，測試了不同結構形式下風機性能和噪聲特性。試驗結果表明:相比原風機，蝸殼周向板與后蓋板同時加裝吸聲材料效果較好，設計工況下A聲級能夠降低7．2dB(A)，在小流量工況下，吸聲蝸殼的降噪效果變差;根據風機噪聲頻譜，穿孔板加玻璃棉吸聲蝸殼的吸聲性能中高頻好于低頻，風機基頻噪聲在設計點能夠降低12．5dB(A);離心引風機加裝吸聲材料后風機氣動性能會略有下滑，壓力和效率都有不同程度的降低。離心式風機是工業生產中應用廣泛的通用輔助設備，而風機噪聲尤其大型風機噪聲很大，嚴重影響人的身心健康，所以降低風機噪聲有著重要的意義。由于蝸殼壁面是離心風機主要的氣動噪聲源，蝸殼不消聲時，聲波在風機蝸殼內連續反射，形成一個混響聲場，聲壓級較高。采用消聲蝸殼后，被吸收的聲能多，被反射的聲能少，其聲場的聲壓級就會降低。以離心引風機蝸殼與葉輪出口在半徑方向上的間距隨方位角線性遞增來優化蝸殼型線，并用試驗證明了良好的蝸殼型線不僅能提高風機效率及全壓，還能改變流量-壓力曲線的變化趨勢。

對于離心引風機消聲蝸殼降噪效果的研究，國內外很多學者都做了不少的研究工作。Bartenwerfer等將蝸板外側消聲部分的外殼做成方形，里面填充消聲材料對離心風機進行降噪試驗研究，使改進后的風機A聲級降低了9～12dB(A)。劉曉良等研究了消聲蝸殼消聲材料厚度、空腔厚度等對風機降噪效果的影響，結果表明:適當增加消聲材料厚度或空腔厚度可以提高消聲蝸殼的降噪效果。到目前為止，對消聲蝸殼的研究基本都集中在周向蝸板上加裝消聲材料，對風機側板加消聲材料的消聲蝸殼降噪效果研究得還比較少。蝸殼入口氣流由于受到蝸殼流動不對稱的影響，導致分布不均的現象發生。

原離心引風機和A 型改進風機在點的噪聲頻譜圖。根據風機參數，風機旋轉噪聲基頻為760 Hz，由頻譜圖可看出在500 ～ 800

Hz 之間的低頻噪聲并沒有降低，而1 250－2 000 Hz 之間吸聲材料的降噪效果非常好，噪聲下降明顯。主要原因就是選用的吸聲材料超細玻璃棉在高頻率下，吸聲系數較大，因此多孔吸聲材料其吸聲效果是高頻優于低頻的。消聲蝸殼為B 組合形式時與原風機的出口A聲級隨流量變化的對比圖。與原風機相比，在額定工況點A 聲級降低約7 dB( A) ，在大流量工況，A 聲級降低約5．0dB( A) ，在小流量工況下，A 聲級降低約2．4 dB( A) 。（3）在條件允許下可優化出口管道，一般來說，彎頭處更容易發生擾動管道而造成振動的現象，所以風機出口段宜有不小于5m的直段，以減少出口阻力損失，達到順暢輸送介質的目的。

在125～ 500Hz 頻段之間，風機A 聲級有所增大，原因是后蓋板加上消聲材料后，葉輪軸向安裝長度加長引起低頻電機振動，噪聲增加。在中高頻段后蓋板加消聲材料的降噪效果很好，這種方式對于氣動噪聲及高頻振動等起到很好的吸收作用，尤其是離心引風機包括電機的高頻振動噪聲過濾程度明顯。消聲蝸殼為C 組合形式時與原風機的出口A聲級隨流量變化的對比圖。與原風機相比，在額定工況點總A 聲級降低約7．2 dB( A) ，在大流量工況，A 聲級降低約5．5 dB( A) ，在小流量工況，A 聲級降低約3．5 dB( A) 。是消聲蝸殼為D 組合形式時與原風機的出口A聲級隨流量變化的對比圖。與原風機相比，在額定工況點，A 聲級降低約5．14 dB( A) ，離心引風機在大流量工況，總A 聲級降低約5．0 dB( A) ，在小流量工況，A 聲級降低約2．0 dB( A) 。降噪效果稍微好于A 型改進風機，但不明顯。進氣箱對離心風機性能的影響可知在進氣箱出口與離心引風機葉輪進口處存在渦旋現象，研究中發現該渦旋與流量大小有關，在大流量區渦旋不明顯，且位于進氣箱側的葉輪葉套的進口處，隨著流量的減小，渦旋形狀更加的明顯，并向進氣箱出口方向B側偏移。可見前蓋板加裝消聲材料降噪效果并不好，主要原因由于進口處有集流器，導致安裝消聲材料的面積相對于后蓋板小很多，吸聲效果不明顯。