山東冠熙環(huán)保設(shè)備有限公司主營(yíng)：軸流風(fēng)機(jī),耐高溫高濕風(fēng)機(jī),烘干設(shè)備用風(fēng)機(jī),離心風(fēng)機(jī),除塵風(fēng)機(jī)

加載氣動(dòng)力、離心力后計(jì)算得到排風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉數(shù)目變化后動(dòng)葉的應(yīng)力基本沒(méi)有影響，動(dòng)葉吸力面的近葉頂部位等值線沿葉高方向近似呈倒S 分布且應(yīng)力較小; 葉根部分布應(yīng)力較為復(fù)雜，較大值位于葉根中部與輪轂接觸位置，此處是由于承受較大的徑向離心力、垂直于排風(fēng)機(jī)葉片表面的氣動(dòng)力和扭曲的葉型結(jié)構(gòu)共同作用造成; 級(jí)等效應(yīng)力稍微高于第二級(jí)等效應(yīng)力，這是由于離心力沿徑向，而氣動(dòng)力垂直于葉片表面，氣動(dòng)力的作用效果抑制離心力作用效果造成的，但氣動(dòng)力作用效果影響較小; 總變形近似沿對(duì)角線方向由小到大發(fā)生變化，排風(fēng)機(jī)葉根處變形基本為零，較大值變形位于葉頂后緣。由此可知導(dǎo)葉數(shù)目變化后，對(duì)葉片總變形基本沒(méi)有影響。

排風(fēng)機(jī)在靜應(yīng)力強(qiáng)度分析中，通常選取材料的屈服極限作為極限應(yīng)力，基于第四強(qiáng)度理論對(duì)葉片進(jìn)行強(qiáng)度校核。塑性材料的許用應(yīng)力［σ］= σs /ns，其中σs是材料的屈服極限，ns為材料的安全系數(shù)，一般對(duì)于彈性結(jié)構(gòu)材料加載靜力載荷的情況下，ns = 1. 5 ～ 2。葉片材料為ZL101，其屈服強(qiáng)度σs = 180 MPa，ns = 2，計(jì)算葉片的許用應(yīng)力為90 MPa，而葉片較大等效應(yīng)力的峰值為21. 3 MPa，遠(yuǎn)小于葉片許用應(yīng)力，因此改型后方案三強(qiáng)度仍滿足要求。在葉片剛度方面，前面分析知，氣動(dòng)力作用效果對(duì)離心力效果有抑制作用，方案三全壓相對(duì)于原風(fēng)機(jī)有所增大，較大變形有所降低。

從排風(fēng)機(jī)不同位置和X、Y、Z三個(gè)方向的周向振動(dòng)來(lái)看，風(fēng)機(jī)下部固定在底座上，比其他三個(gè)周向位置振動(dòng)小。風(fēng)機(jī)頂部水平振動(dòng)為嚴(yán)重，主要為1159.86赫茲和1351.40赫茲、1828.22赫茲等高頻振動(dòng)?？傮w而言，排風(fēng)機(jī)振動(dòng)主要是兩級(jí)葉輪葉片通過(guò)頻率與1159.86赫茲之和引起的，其次是高頻氣動(dòng)力引起的振動(dòng)和風(fēng)機(jī)基頻的倍頻。風(fēng)機(jī)振動(dòng)主要為1351.40赫茲、1640.75赫茲、189.91赫茲和238.82赫茲。風(fēng)扇基頻的第四個(gè)頻率189.91赫茲與風(fēng)扇罩的第五階固有頻率193.70赫茲相似?？赡馨l(fā)生共振。應(yīng)通過(guò)優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)來(lái)避免共振，以避免風(fēng)機(jī)的基頻和倍頻。

1）對(duì)排風(fēng)機(jī)機(jī)殼前六階固有頻率進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)。風(fēng)扇基頻的第四個(gè)頻率與外殼的第五個(gè)固有頻率相似。應(yīng)通過(guò)優(yōu)化風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)來(lái)避免共振。

2）風(fēng)機(jī)進(jìn)出口振動(dòng)較小，振動(dòng)頻率主要為風(fēng)機(jī)基頻及其倍頻。兩級(jí)葉輪和電機(jī)振動(dòng)較大，主要是由流場(chǎng)氣動(dòng)力引起的高頻寬帶振動(dòng)引起的。

3）由于風(fēng)機(jī)下部固定在底座上，產(chǎn)生的振動(dòng)小于周向位置。風(fēng)機(jī)頂部的水平振動(dòng)為嚴(yán)重?？梢钥紤]在頂部安裝一個(gè)減震器以減少振動(dòng)。

本文以方案中排風(fēng)機(jī)的定子葉片為例進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了S1流面葉型，排風(fēng)機(jī)采用三維葉片技術(shù)改善了定子葉柵內(nèi)的流動(dòng)。通過(guò)三維數(shù)值模擬，對(duì)S2流面設(shè)計(jì)中的損失和滯后角模型進(jìn)行了標(biāo)定，為葉片三維建模提供了依據(jù)。通過(guò)與初步三維設(shè)計(jì)結(jié)果的比較，兩種設(shè)計(jì)方案的氣動(dòng)參數(shù)徑向分布一致，證實(shí)了排風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中S2流面設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。由于葉尖泄漏流的存在，葉尖壓力比與氣流角（圖中灰色虛擬線圈所示的面積）之間存在一定的偏差，但通過(guò)三維CFD的修正，s2的設(shè)計(jì)趨勢(shì)預(yù)測(cè)了葉尖泄漏流對(duì)氣動(dòng)參數(shù)徑向分布的影響；bec在高負(fù)荷下，定子根部出現(xiàn)了氣流分離現(xiàn)象，導(dǎo)致了出口氣流角和S2設(shè)置的初步三維設(shè)計(jì)。預(yù)測(cè)結(jié)果略有不同（圖中橙色虛線圈所示的區(qū)域）。排風(fēng)機(jī)利用一條非均勻有理B-sline曲線來(lái)描述由四個(gè)控制點(diǎn)（紅點(diǎn)）控制的曲線，包括前緣點(diǎn)和后緣點(diǎn)。葉片體由四條非均勻曲面、兩個(gè)吸力面和兩個(gè)壓力面組成，同時(shí)與較大切圓（灰圓）和前緣后緣橢圓弧相切。利用MIT MISES程序?qū)1型拖纜葉片進(jìn)行了流場(chǎng)分析。采用B-L（Baldwin-Lomax）湍流模型和AGS（Abu-Ghamman-Shaw）旁路過(guò)渡模型描述了過(guò)渡過(guò)程。