在工業生產中,高溫風機屬于一款不可或缺的重要工藝設備,該設備在運行的過程中,其葉片對葉輪內的實際流動情況起主要作用,合理優化葉片型線和葉片型式可有效提升風機與其他流體機械綜合性能。目前可以對離心風機的內部流場進行數值模擬,從而更好的研究徑向彎曲葉片正彎及反彎葉片對其性能的影響。
結合實際的模擬結果來分析可以了解到,其實對于高溫風機設備而言,其正彎葉片最大效率比反彎葉片最大效率高0.4%。通過分析其內部流場發現:當風機入口流量減小到某一程度后,風機內部的流動狀態會發生突然改變,出現旋轉失速現象;另外,從整體來看,蝸殼結構,特別是蝸舌及其鄰近的蝸殼流道對小流量時的空氣流動影響顯著。
我們知道,在高溫風機設備運行中,其中較為關鍵的工作部件就是葉輪。當原動機帶動葉輪旋轉時,葉輪中的葉片迫使流體旋轉,即葉片對流體沿它的運動方向做功,從而使流體的壓強勢能和動能增加;流體在慣性力的作用下,從中心向葉輪邊緣流去并以很高的速度流出葉輪進入壓出室,再經擴散管排出,這個過程稱為壓氣過程。
隨著高溫風機設備葉輪中心的流體逐漸朝著邊緣流動,最終將會在葉輪中心形成低壓區,當它具有足夠的真空時,在吸入端壓強的作用下,流體經吸入室進入葉輪,整個過程稱為吸氣過程。由于葉輪連續的旋轉,流體也就連續地吸入排出,形成連續工作。
同時結合高溫風機設備的效率曲線來分析的話,可以看出采用正彎葉片最大效率比反彎葉片最大效率大0.4%,兩種葉片對應曲線趨勢與原來離心風機的效率特性曲線大致相同。
在高溫風機設備中,集流器和葉輪都是重要的組成部分。其中集流器也稱喇叭口,是離心風機的入口。它的作用是在損失較小的情況下,將氣體均勻地導入葉輪。目前離心風機中常用的集流器有四種類型,分別為:圓筒形、圓錐形、圓弧形及噴嘴形。
相比較來說,其中圓筒形結構的集流器的主要優勢在于加工簡單,但是存在著較大的損失,而且引導氣流進入葉輪的流動狀況也不好。而圓錐形集流器,略比圓筒形好些,但仍不佳。圓弧形集流器,較前兩種型式好些,實際使用較為廣泛。雙曲線形集流器,損失較小,引導氣流進入葉輪的流動狀況也較好。其缺點是加工比較復雜,加工制造要求較高,廣泛采用在高效離心風機上。
而葉輪對于離心風機而言,則屬于一個相當關鍵的部件。同時葉輪本身的尺寸和集合形狀也將會直接影響到設備的工作性能。通常情況下,葉輪是由前蓋、后蓋、葉片和輪轂組成的,一般采用焊接和鉚接加工。葉輪前蓋的形式有平前盤、圓錐前盤和圓弧前盤等幾種。平前盤制造簡單,但對氣流的流動有不良影響,效率降低。
而圓錐前盤和圓弧前盤葉輪在生產加工上要求比較復雜,不過卻具有良好的工作效率,而且葉輪強度較好。葉片是葉輪最主要的部分,它的出口角、葉片形狀和葉片數目等對離心風機的工作有很大的影響。
在離心風機中,由于其葉片出口角不同,因而可以將其分為前向(前 彎)、徑向和后向(后彎)三種。在葉輪圓周速度相同的情況下,葉片出口角 越大,則產生的壓力越高。因而兩部同樣大小和同樣轉速的離心風機,前彎葉輪的壓力比后彎葉輪的壓力要高。