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轴流风机叶片安装角_罗茨风机

轴流风机叶片安装角_罗茨风机

轴流风机叶片安装角:一种轴流风机叶片安装角度获得方法与流程

  本发明属于铁路、公路隧道建设工程

  技术领域:

  ,尤其属于高海拔铁路、公路隧道通风工程建设

  技术领域:

  ,特别涉及高海拔铁路、公路隧道施工通风设计技术。

  背景技术:

  :随着我国交通网的逐渐完善,高海拔铁路、公路隧道的数量迅速增多,高海拔隧道建设工程中的通风设备优化问题日益受到国内各界的关注。目前,国内高海拔隧道施工中,选用的通风设备多为轴流风机,与平原地区相比,高海拔地区的空气密度相对低,轴流风机的有效功率会降低,从而导致通风效果降低。保证轴流风机的有效功率是隧道施工安全的基础和关键。通过对国内外资料的调研发现,国内外研究学者主要针对轴流风机的结构几何参数进行研究改进,从而达到增大轴流风机有效功率的效果,而对于轴流风机在高海拔地区是否适用或满足功率要求,目前采取的是现场测试的方法,有时需进行反复多次的改进和测试,费时费力。因此,快速有效的预测高海拔地区轴流风机的结构参数可以节省成本,减少不必要的人力物力的浪费。技术实现要素:本发明针对现有高海拔隧道施工中轴流风机有效功率降低现象,提出一种通过获得轴流风机叶片最优安装角来满足高海拔地区轴流风机有效功率要求的方法。本发明可以通过以下技术方案实现:轴流风机叶片安装角度获得方法,其特征在于包括以下方法:(1)选定轴流风机型号,提取其基本的结构参数,利用FLUENT前处理软件GAMBIT建立不同安装角的风机模型,并分别导入FLUENT软件中;(2)获得不同海拔高度空气质量密度,分别输入FLUENT软件中,模拟计算得到各海拔高度条件不同安装角情况下,风机的有效功率P与安装角θ的关系曲线;(3)对步骤(2)得到的曲线进行拟合,得到各海拔高度该轴流风机型号风机的有效功率P与安装角θ的计算公式;(4)根据工程实际功率需要,利用步骤(3)计算式获得风机的安装角。本发明轴流风机叶片安装角度获得方法具体包括以下步骤:步骤一、选定轴流风机型号,提取其基本结构参数;步骤二、根据步骤一选择的风机基本结构参数,利用FLUENT前处理软件GAMBIT进行叶轮几何模型的建立;首先在GAMBIT中将风机叶片模型建立起来,随后在其基础上依次建立电机、支架、风筒形成轴流风机的整体结构模型;步骤三、利用FLUENT软件对不同海拔、风机叶片不同安装角度进行组合计算,包括:(1)在GAMBIT中建立叶片不同安装角的轴流风机模型;(2)将(1)建立的模型导入FLUENT中,设置计算时的初始边界条件,包括气流入口、气流出口、风筒内壁、电机、支架、过渡面、叶片、风机段、入口风量、出口段,并划分网格;(3)分别计算不同海拔高度的空气密度和气压,并将其设置为风机入口处的空气密度和气压后进行计算。(4)提取各个工况计算结果中风机出口的全压,根据初设的风机流量可以得出风机的有效功率;Pe=△p.Q,其中Pe为风机有效功率,△p为风机出口全压,Q为风机流量;(5)绘制同一海拔高度时,风机有效功率与叶片安装角之间的关系曲线,并拟合曲线,得到关系计算式;步骤四、根据所选轴流风机所在海拔高度,重复以上步骤一、二、三,即可获得该海拔情况下,风机不同叶片安装角的有效功率,确定风机的安装角。所述步骤三中风机叶片不同安装角度分别选取20°、22°、24°、26°、28°进行计算。本发明具体选取轴流风机型号SDZ260-8P进行模拟,得到的模型计算式包括:(1)海拔为0m时,风机有效功率P随安装角θ变化值:P0=3.7182θ+57.592(2)海拔为1000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值:P1000=3.6024θ+55.807(3)海拔为2000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值:P2000=3.5457θ+45.378(4)海拔为3000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值:P3000=2.992θ+41.809(5)海拔为4000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值:P4000=2.4818θ+38.532(6)海拔为5000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值:P5000=2.2292θ+34.636其中:P为轴流风机有效功率,单位kW;θ为轴流风机叶片安装角,单位度。本发明中采用FLUENT及其前处理软件GAMBIT。FLUENT软件是目前国际上流行的商业计算流体力学(CFD)软件,只要涉及流体、热传递及化学反应等的工程问题,都可以用FLUENT进行求解。GAMBIT是一款帮助计算流体力学软件建立模型并划分网格的前处理软件。GAMBIT通过其用户界面(GUI)能够简单、直接地建立模型、网格化模型、指定模型区域大小等。本发明通过利用数值模拟的方法,对高海拔地区的轴流风机有效功率进行计算,得出一种高海拔地区轴流风机叶片安装角度的预测方法。提出一种基于数值模拟的高海拔隧道施工通风中轴流风机叶片安装角的确定方法。本发明利用流体力学计算软件FLUENT及其前处理软件GAMBIT,进行轴流风机不同叶片安装角θ模型的建立,输入不同海拔H的环境参数,设定入口风量Q,进行高海拔轴流风机运行状况的组合模拟计算。提取不同海拔,不同安装角的风机出口风压ΔP,计算出对应轴流风机的有效功率Pe。提取不同海拔情况下,轴流风机有效功率随叶片安装角变化的数值,并进行作图,线性拟合并给出计算公式式(Pe-θ)。在实际应用中,根据工程情况,选择轴流风机要求的有效功率,带入对应的海拔高度计算式中,计算得到该轴流风机在该海拔情况下,能够满足有效功率的最小安装角。由于本发明只给出了部分海拔,功率与叶片安装角的关系计算式,因此,可以首先计算与实际工程的海拔高度相邻的两个海拔高度时轴流风机的叶片安装角,然后进行线性内插或者线性延伸的方法,得到所需海拔高度的轴流风机的叶片安装角的预测值。本发明的有益效果:本发明采用数值模拟计算和模型,得出了轴流风机叶片安装角的获得方法,经现场测评,得出的结果与现场实际情况相符。本发明解决了施工方以往不断进行现场试验确定轴流风机叶片安装角的复杂问题,得到的结果准确可靠,最大限度地实现了经济、合理、高效、便捷。附图说明图1轴流风机平面布置示意图;图2轴流风机平面尺寸示意图;图3轴流风机风筒切面图;图4轴流风机叶片整体示意图;图5轴流风机叶片整体另一示意图;图6轴流风机叶片尺寸示意图;图7轴流风机叶片建模示意图;图8轴流风机整体建模示意图;图9海拔0m时,轴流风机有效功率随安装角变化图;图10海拔1000m时,轴流风机有效功率随安装角变化图;图11海拔2000m时,轴流风机有效功率随安装角变化图;图12海拔3000m时,轴流风机有效功率随安装角变化图;图13海拔4000m时,轴流风机有效功率随安装角变化图;图14海拔5000m时,轴流风机有效功率随安装角变化图。图中,1是入口段;2是风机段;3是出口段;4是集流器;5是电机;6是扩散筒;图10至图14中,横坐标表示安装角θ,单位度;纵坐标表示有效功率P,单位kw。具体实施方式下面通过实施例对本发明进行具体的描述,实施例只用于对本发明进行进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。本发明首先选用SDZ260-8P型轴流风机,平面布置图如图1所示,提取其基本的结构参数(主要是叶片截面数据),包括:风筒直径、长度,支架的位置、尺寸,叶片轮毂半径、安装角范围、叶型弦长、叶型厚度、叶片数等,SDZ260-8P型轴流风机基本结构参数如图2、3、4、5所示。利用FLUENT前处理软件GAMBIT进行风机模型的建立。前期建模,分别建立叶片安装角为20°、22°、24°、26°、28°的风机模型,叶片模型如图6所示,风机整体模型如图7所示。然后导入FLUENT软件之中,进行网格的划分,边界条件的设置包括:气流入口(风机进口质量流量)、气流出口(设风机出口静压为大气压力)、风筒内壁、电机、支架(无滑移固壁边界条件)、过渡面(利用unite命令将入口段、风机段、出口段连接成一个整体)、叶片(旋转壁面条件)、风机段(此段设为fluid,先设定气流的方向,然后流体结构设为MovingReferenceframe结构,转速可根据实际的风机转速设定,但要注意方向)、入口段、出口段(两段的边界条件可取默认值,软件默认他们为Stationary,即相对静止结构)。根据SDZ260-8P型轴流风机厂家出厂建议,将风机入口风量设定为120m3/s。根据理想气体状态方程式可以求得空气密度与海拔高度的关系:式中:ρH——海拔高度为H时的空气密度,kg/m3;ρ0——标准状态下空气密度;H——海拔高度,m;T0——绝对温度,273K;α——空气温度梯度,约为0.0065K/m。根据气体状态方程式可以得到不同海拔高度标准大气的相关参数如下表所示。海拔H(m)温度T(K)压力(Pa)ρ(kg/m3)0288.21.0133×1051..70…20…70…20…70..7364设置好所有的初始条件之后,利用FLUENT软件,对轴流风机模型进行计算,分别对安装角为20°、22°、24°、26°、28°和海拔为0m、1000m、2000m、3000m、4000m、5000m进行组合计算,提取30种工况下的风机出口全压△P。根据风机有效功率计算式:Pe=△p.Q(Pe为风机有效功率,△p为风机出口全压,Q为风机流量)。分别提取海拔为0m、1000m、2000m、3000m、4000m、5000m时,风机效率与叶片安装角。分别在EXCEL中对其进行描点、绘图,后期对散点图进行线性拟合,并给出计算式:(1)海拔为0m时,风机有效功率P随安装角θ变化值(图9:P0=3.7182θ+57.592(2)海拔为1000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值(图10):P1000=3.6024θ+55.807(3)海拔为2000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值(图11):P2000=3.5457θ+45.378(4)海拔为3000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值(图12):P3000=2.992θ+41.809(5)海拔为4000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值(图13):P4000=2.4818θ+38.532(6)海拔为5000m时,风机有效功率P随安装角θ变化值(图14):P5000=2.2292θ+34.636其中P为轴流风机有效功率(kW),θ为轴流风机叶片安装角(°)。以上述6个计算式为基础,根据轴流风机所在的实际海拔高度,选取两个相邻的计算式,进行叶片安装角的计算,将计算结果根据实际海拔高度进行线性内插,得到轴流风机实际的叶片安装角预测值。当前第1页1&nbsp2&nbsp3&nbsp

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轴流风机叶片安装角:轴流风机叶片安装角

  新人第一次在做一个水厂项目,遇到了加药间和二级泵房轴流风机安装问题。轴流风机分为进气和排气,安装施工人员说:“进气和排气是通过轴流风机安装方向确定的。”这样装好的后果是,形象特别丑,有些是头朝外,有些是屁股朝外。业主说:“轴流风机进气和排气是通过电源正反接,使得风机正反转实现的。”安装人员说:“这样反转会没风,也会造成电机损坏。” 求助前辈们,具体应该听谁的,还是要根据具体轴流风机型号来决定是否能正反转?

轴流风机叶片安装角:轴流风机叶片安装角度的测量装置的制作方法

  专利名称:轴流风机叶片安装角度的测量装置的制作方法

  技术领域:

  本实用新型涉及轴流风机,尤其涉及到轴流风机叶片安装角度的测量装置。

  背景技术:

  轴流风机广泛应用于空调和其它多种用来通风散热的电器设备中。轴流风机叶片安装角度是生产工艺中非常重要的技术指标,叶片的安装角度直接影响轴流风机的风量、风压、噪声等重要参数;由于叶片绝大多数为非平面,用常规的测量仪器无法直接测量。因此,采用简单可靠的轴流风机叶片安装角度的测量方法是保证叶片安装精度的关键措施。目前常用的轴流风机叶片安装角度的测量方法是首先测量叶片相对叶片支架平面的高度、叶片直径方向长度以及叶片弦长,然后按照三角几何方式,计算得到轴流风机叶片的安装角度值。上述轴流风机叶片安装角度的测量方法存在的缺点是测量的参数较多,测量复杂,计算难度大,由此带来的误差较大,并且得到的角度数据不直观。

  实用新型内容本实用新型的目的是提供一种测量方式直观、简单可靠、并且测量准确度较高的轴流风机叶片安装角度的测量装置。为实现上述目的,本实用新型采用了以下技术方案。轴流风机叶片安装角度的测量装置,其特点是包括连接杆,在连接杆的两端分别垂直安装有基准杆和测量长杆,并且测量长杆垂直于基准杆与连接杆组成的平面,在测量长杆的一端垂直固定设置有指针,并且指针与基准杆相互垂直,在测量长杆的一端还垂直安装有刻度盘,所述刻度盘紧靠指针并可绕安装点左右转动,所述刻度盘底边平整,刻度盘上标注有刻度值。进一步地,前述的轴流风机叶片安装角度的测量装置,其中所述刻度值中心为O度,向右标注CW即顺时针方向,向左标注CCW即逆时针方向,并且当刻度盘底边与基准杆平行时,指针指示在O度位置。本实用新型的有益效果使用本实用新型所述的测量装置,测量方式直观、简单可靠,克服了间接测量带来的测量复杂、计算难度大的缺点,提高了测量的准确度,能更好地确保轴流风机叶片的安装角度符合设计要求。

  图1是本实用新型所述的轴流风机叶片安装角度的测量装置的结构示意图。图2是使用本实用新型所述的测量装置测量轴流风机叶片安装角度的方法示意图。

  具体实施方式

  [0012]

  以下结合附图和优选实施例对本实用新型所述的轴流风机叶片安装角度的测量装置作进一步的说明。参见图1所示,本实用新型所述的轴流风机叶片安装角度的测量装置,包括连接杆2,在连接杆2的两端分别垂直安装有基准杆I和测量长杆3,并且测量长杆3垂直于基准杆I和连接杆2组成的平面,在测量长杆3的一端垂直固定设置有指针5,并且指针5与基准杆I相互垂直,在测量长杆3的一端还垂直安装有刻度盘4,所述刻度盘4紧靠指针5并可绕安装点43左右转动,所述刻度盘4底边41平整,刻度盘4上标注有刻度值,所述刻度值中心为O度,向右标注CW即顺时针方向,向左标注CCW即逆时针方向,并且当刻度盘4底边41与基准杆I平行时,指针5指示在O度位置。所述测量长杆3的长度可以按照不同的风叶叶片大小调整,风叶叶片大时测量长杆3相对较长,风叶叶片小时测量长杆3相对较短,以保证当基准杆I位于叶片支架上时,刻度盘4底边41位于风叶叶片上。使用本实用新型所述的测量装置测量轴流风机叶片安装角度的方法如图2所示,将基准杆I紧靠于叶片支架平面6,测量长杆3沿风叶叶片7径向方向,将刻度盘4的底边41紧靠于叶片7表面,刻度盘4绕安装点43相对指针5转过某个角度,即指针5指示刻度,就是叶片7的安装角度。使用本实用新型所述的测量装置,测量方式直观、简单可靠,克服了间接测量带来的测量复杂、计算难度大的缺点,提高了测量的准确度,并且十分适合工业化生产的需要,能更好地确保轴流风机叶片的安装角度符合设计要求。

  权利要求1.轴流风机叶片安装角度的测量装置,其特征在于包括连接杆,在连接杆的两端分别垂直安装有基准杆和测量长杆,并且测量长杆垂直于基准杆与连接杆组成的平面,在测量长杆的一端垂直固定设置有指针,并且指针与基准杆相互垂直,在测量长杆的一端还垂直安装有刻度盘,所述刻度盘紧靠指针并可绕安装点左右转动,所述刻度盘底边平整,刻度盘上标注有刻度值。

  2.根据权利要求1所述的轴流风机叶片安装角度的测量装置,其特征在于所述刻度值中心为0度,并且当刻度盘底边与基准杆平行时,指针指示在0度位置。

  专利摘要本实用新型公开了一种轴流风机叶片安装角度的测量装置,包括连接杆,在连接杆的两端分别垂直安装有基准杆和测量长杆,并且测量长杆垂直于基准杆与连接杆组成的平面,在测量长杆的一端垂直固定设置有指针,并且指针与基准杆相互垂直,在测量长杆的一端还垂直安装有刻度盘,所述刻度盘紧靠指针并可绕安装点左右转动,所述刻度盘底边平整,刻度盘上标注有刻度值。使用上述的测量装置其测量方式直观、简单可靠,提高了测量的准确度,能更好地确保轴流风机叶片的安装角度符合设计要求。

  文档编号G01B5/24GKSQ

  公开日2020年4月17日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日

  发明者苏品刚, 周爱进, 沈坤华 申请人:江苏富丽华通用设备有限公司

风机和罗茨鼓风机噪声测量方法 双级高压罗茨鼓风机 罗茨鼓风机组工作原理

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