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離心風機葉輪的有限元分析及優(yōu)化

關(guān)鍵詞:離心風機    發(fā)布時間:2013-07-11    點擊數(shù):2399

離心風機是將機械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能,提高氣體壓力并排送氣體的機械

。離心風機廣泛應用于礦業(yè)
、建筑、鋼鐵
、發(fā)電和農(nóng)業(yè)等國民生產(chǎn)生活領(lǐng)域
。葉輪和葉片是離心風機的重要工作部件,它的強度影響風機的安全運行
,其結(jié)構(gòu)參數(shù)決定風機的性能
。傳統(tǒng)方法計算葉輪和葉片的應力比實際值小,設(shè)計出來的風機會出現(xiàn)事故
。離心風機設(shè)計時較多的采用相似設(shè)計法
,沒有優(yōu)化風機的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù),使風機性能不夠理想
。本文運用現(xiàn)代設(shè)計方法對葉輪和葉片進行強度計算
、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和流場模擬,為離心風機的設(shè)計和改進提供參考

1

以油菜籽分選機上用的離心風機為研究對象,根據(jù)風機各零件的制造圖紙
,利用Pro/E分別建立了離心風機及其零部件的三維實體模型和風機內(nèi)流場流道的三維模型。

2

借助有限元分析軟件ANSYS對葉輪進行靜力分析
,得到葉輪的應力、應變分布云圖
。將有限元分析結(jié)果與傳統(tǒng)計算方法結(jié)果對比
,驗證了傳統(tǒng)計算方法的局限性。兩種計算方法都表明該風機葉輪滿足強度條件
,但有限元分析結(jié)果更接近于實際

3、利用ANSYS對葉輪進行了模態(tài)分析,得到葉輪的前八階固有頻率和對應的振型圖

。葉輪的干擾頻率小于葉輪的各階固有頻率
,因此葉輪不會發(fā)生共振。

4

建立了以風機在設(shè)計流量下的流力損失*小為目標函數(shù)
,葉輪部分結(jié)構(gòu)參數(shù)為變量的優(yōu)化數(shù)學模型,借助MATLAB軟件的優(yōu)化工具箱對葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化
,得到*小流力損失和此時的葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)
,將流力損失由110.13Pa減小為75.51Pa。優(yōu)化結(jié)果表明將優(yōu)化設(shè)計方法運用于風機設(shè)計中可以有效提高風機性能

5

利用CFD軟件FLUENT對離心風機內(nèi)部流場進行了數(shù)值模擬,得到了風機內(nèi)部流場各個部分的壓力云圖和速度矢量圖
。通過速度矢量圖了解風機內(nèi)空氣流動情況
,通過壓力云圖可以預測風機的實際性能。計算結(jié)果可以為風機設(shè)計及改進提供參考

常州市(無錫)文順風機廠產(chǎn)品齊全

,主要產(chǎn)品有:高、中
、低離心風機
、引風機;各種軸流風機
;水泥立窯專用高壓離心風機
;化鐵爐高壓離心風機;化鐵企業(yè)替代進口的不銹鋼風機
;空調(diào)專用風機
;各種除塵、耐磨
、防腐
、非標等特種風機近三十個系列,三百多種規(guī)格的產(chǎn)品

公司各類通用
、專業(yè)設(shè)備齊全,工藝先進
,技術(shù)力量雄厚
,性能測試運用微機電腦處理。
常州市文順風機廠
Changzhou Wenshun Wind Machine Co., Ltd.
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