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煤炭工程 2020年第4期52卷 171-176页

作者：陈庆光邹璐瑶李哲孙鲁杰 Dulmina Wijerama 山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

为了研究3种进气型式对风机内部瞬态流场的影响,采用SST k-ω湍流模型结合自动近壁面处理方法,对包括进气风道在内的压入式矿用对旋主通风机装置全流道内的三维流动进行数值模拟,并应用FFT技术对风机叶轮内部的瞬态压力变化进行频谱分析... 详细信息

为了研究3种进气型式对风机内部瞬态流场的影响,采用SST k-ω湍流模型结合自动近壁面处理方法,对包括进气风道在内的压入式矿用对旋主通风机装置全流道内的三维流动进行数值模拟,并应用FFT技术对风机叶轮内部的瞬态压力变化进行频谱分析,得到叶轮流场内部的压力脉动频谱。分析结果显示,相对于无畸变进气型式,弯管畸变与复杂畸变进气型式严重恶化了对旋风机叶轮上游进气风道内的流场,从而显著降低了风机的性能;而且,第二级叶轮内部流场的压力脉动幅值最大,气流沿周向的流动不均匀性增加。

关键词：进气畸变矿用对旋主通风机压入式通风非定常流动风机性能

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动叶安装角对矿用对旋主通风机内部流场及性能的影响

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煤矿机械 2020年第2期41卷 71-74页

作者：陈庆光李哲邹璐瑶孙鲁杰杜鲁米·韦杰山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

对以压入式工作的FBCDZ-10-No20型矿用对旋主通风机进行三维非定常流场数值模拟,研究叶片安装角的变化对风机内部流场及性能的影响。研究表明:随着叶片安装角的增大,两级叶轮的做功能力逐渐增强,出口气流的旋转运动变得更加强烈,气流进... 详细信息

对以压入式工作的FBCDZ-10-No20型矿用对旋主通风机进行三维非定常流场数值模拟,研究叶片安装角的变化对风机内部流场及性能的影响。研究表明:随着叶片安装角的增大,两级叶轮的做功能力逐渐增强,出口气流的旋转运动变得更加强烈,气流进出口的静压差变大;随着安装角的增大,叶片压力面的静压和吸力面的压力梯度都明显增大,且第2级叶轮的变化幅度大于第1级叶轮,与其他2种安装角相比,β=+3°时的叶片表面静压分布呈现出更显著的周向不均匀性;随着叶片安装角的增大,两级叶轮的轴功率均增加,但第2级的增加值高于第1级。

关键词：矿用对旋主通风机动叶安装角非定常流动内部流场风机性能

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安装角对矿用对旋主通风机叶片气固耦合动力性能的影响

安装角对矿用对旋主通风机叶片气固耦合动力性能的影响

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作者：李哲山东科技大学

学位级别：硕士

对旋轴流风机作为一种通用设备,具有结构紧凑、易于拆卸和维护等优点,被广泛应用于煤矿和隧道工程、石油和化工生产等领域。对于矿用对旋式主通风机来说,改变两级动叶片的安装角是调节其性能参数以满足不同工况要求的主要方式之一,因此... 详细信息

对旋轴流风机作为一种通用设备,具有结构紧凑、易于拆卸和维护等优点,被广泛应用于煤矿和隧道工程、石油和化工生产等领域。对于矿用对旋式主通风机来说,改变两级动叶片的安装角是调节其性能参数以满足不同工况要求的主要方式之一,因此两级动叶安装角的调节和匹配非常重要,否则极易在气固耦合作用下出现低效运行的情况,甚至影响通风设备运行的安全性。因此研究在气固耦合作用下动叶安装角对通风机动力性能的影响具有重要意义。本文以FBCDZ-10-No20型压入式矿用对旋主通风机为研究对象,在两级动叶不同的安装角条件下,对风机内流特性进行数值模拟,并基于气固耦合计算对两级叶轮进行静力特性和动力特性分析,揭示了动叶安装角对对旋风机内流特征和叶片气固耦合动力性能的影响。首先,对两级动叶安装角分别为β=-3°、0°和+3°时的对旋风机全流道内的三维流场进行数值模拟,获得风机的基本内部流动特性,并对风机沿轴向和径向的流动进行特性分析。研究结果表明,随着动叶安装角度的增大,两级叶轮对气体的做功能力增强、轴功率增加,后级叶轮增加的幅度大于前级;当动叶安装角增大时,叶片压力面的静压和吸力面的压力梯度都明显增大,后级叶轮的变化幅度大于前级叶轮;当两级动叶安装角均为+3°时,叶片上的静压分布呈现更显著的周向不均匀性。然后,结合单向气固耦合分析方法,对对旋风机的两级叶轮进行了静态特性分析,分析结果表明,当动叶安装角增大时,两级叶轮所受等效应力和总变形量均增大;当考虑气固耦合和离心力载荷协同作用时,两级叶轮所受等效应力和总变形量的最大值均增加,两级叶轮的静力特性受离心力的影响最大;当叶片安装角β=+3°时等效应力值最大,但仍远不及叶片材料的许用应力,表明两级动叶安装角为-3°、0°和+3°时都不会对叶轮结构造成损坏。最后,对对旋风机两级动叶片进行了动态特性分析,分析结果表明,在气固耦合作用下,叶片安装角对叶轮叶片的动力特性影响很小,不同安装角所对应的固有频率和振型分布大致相似;离心力和气动力对叶片动力特性有一定影响,但增加幅度很小,主要以离心力载荷影响为主;三种安装角时的叶片最大总变形均呈现于叶顶区域,零变形区均在叶根与轮毂表面连接处;三种动叶安装角时的叶片共振裕度远超安全裕度范畴,叶片不会引起共振危险。本文从风机的内流特性和两级叶轮叶片动力性能的角度探讨了动叶安装角的改变对矿用对旋主通风机的影响,同时考虑了气流与叶片之间的气固耦合作用,研究成果对于提高矿用对旋主通风机运行的安全性和稳定性具有重要参考价值。

关键词：矿用对旋主通风机动叶片安装角气固耦合动力性能

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矿用对旋风机单级运行时内流特性及性能分析

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煤矿机械 2020年第12期41卷 66-68页

作者：陈庆光聂鹏徐聪聪山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266590

为了考察矿用对旋主通风机单级运行时的内流特性及性能,采用SSTκ-ω湍流模型对对旋风机前、后级叶轮单独运行2种情况下的内部流场进行数值模拟,分析了单级叶轮运行时的内流特性,对比了全压升、整机效率等风机性能参数。结果表明:当后... 详细信息

为了考察矿用对旋主通风机单级运行时的内流特性及性能,采用SSTκ-ω湍流模型对对旋风机前、后级叶轮单独运行2种情况下的内部流场进行数值模拟,分析了单级叶轮运行时的内流特性,对比了全压升、整机效率等风机性能参数。结果表明:当后级叶轮单级运行时,由于前级叶轮充当前导叶产生的不利影响,导致风机内部流动紊乱,流动损失大,风机的全压升、整机效率低;与后级叶轮单级运行相比,前级叶轮单级运行时的流动损失较小,风机性能具有比较明显的提高。

关键词：矿用对旋主通风机数值模拟单级运行流动特性风机性能

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