风机是把机械能转换为气体能量的叶轮流体机械。轴流风机由于可以通过调整叶片安装角来调节风机的风量和风压,同时可反转返风,即可避免设置返风道和返风门等工程,极大地方便了风机的安装和运行,节省了费用,且具有较高的效率,因而近年来得到广泛的应用。
由于对旋风机叶轮内部流道形状复杂,使得对旋风机内部流动很复杂。对旋风机内部流动是粘性、非定常的三维运动,经常遇到的现象有分离流动、旋转失速、叶顶泄漏流动、叶片排间的相互干扰等。内部流动不可避免地出现二次流动,以各种涡系形式存在。这些流动无论是对对旋风机的气动性能还是安全性,都有很大影响。因此对轴流风机性能故障进行深入研究是十分必要的。
1风机旋转失速的机理分析旋转失速是对旋轴流风机中的非轴对称流体扰动。它的形成过程如所示。因为进入风机的气流在各个流道中的分配并不是均匀的,气流旋涡的多少也有区别,故假设在第2流道产生气体脱离团,则脱离团的气体占据了流道的一部分空间,使流道截面减小,于是流经该流道的气流量也就相应地减小,使多余气体挤向相邻的流道,从而使第1流道的流入角大,冲角减小,改善了该流道的气体流动状况;而第3流道的流入角减小,冲角大,造成该流道的气流失速。同时第3流道的气体脱离团又改善了第2流道的气流状况,而加剧了第4流道的气流失速。依此类推,气体脱离团如此循环发生,就在叶轮内形成旋转失速,其运动方向与叶轮旋转方向相反。
V*旋转失速区的数量。
失速区传播的相对速度低于叶片旋转的绝对速度,旋转失速的频率是在转速频率的0.82倍范围内。如果只有一个失速区的话,则失速频率是转速的一半。轴流风机随着级数的加逐渐接近转频的某一固定分倍频。常伴1倍频,振动大幅度波动,在径向和轴向均发生振动。
1.气试调节阀2测试网3.测试风筒4对旋轴试风机5气动传感器6圆弧形集试器在所示的振动功率谱图中,1点为转子转频,2点为转频二次谐波,3点为失速团频率,4点为失速团二次谐波,由于气流与风机相互作用时存在着滑差和相位滞后,造成频谱并不严格等于转子的转频,而是在转频附近波动。在未失速状态下,压力信号中转子转频与其二次谐波如工况1、2所示,由于这2个工况接近设计工况点,因而不会产生旋转失速,当流量进一步减小,达到工况3时,接近失速工况,在转子转频约0.7倍35Hz处出现了微弱的扰动成分(失速团)但幅值较小,与其附近幅值非常接近;进一步减小流量达到工况4时,进入弱失速区,此时失速团的振动幅值与其附近幅值比较己经比较明显,工况5时,失速团振动幅值进一步提高,其二次谐波也随之明显地表现出来。随着流量的减小旋转失速工况将进一步发展而进入强失速阶段,此时失速团的振动幅值甚至会超过转子转频,并且其二次谐波的幅值也将明显显现,达到*大值后,旋转失速的强度会逐渐减小,失速团以及其二次谐波的幅值也随之降低。
由于气动压力传感器能更好地表现气动压力信号,因此从气动信号的测试结果中能更清晰地看出旋转失速的发展过程,如所示。
12月煤矿机械问题探讨文章编号:1003"大型电除尘器钢结构支架承载性能的非线性有限元分析张一舟王元清1高轩能2,沈剑波2石永久1(1.清华大学,北京100084;2.华侨大学土木工程学院,福建泉州362021)限元模型,对结构进行了静力、特征值屈曲和非线性屈曲分析。计算了在设计荷载作用下结构的变形、内力和截面应力以及结构的前四阶屈曲模态及相应的特征值屈曲荷载,给出了完善结构和有缺陷结构的荷载位移曲线及极限承载力。结果表明,应用ANSYS软件所建立的模型和采用的计算方法合理,计算结果具有较高的精度,结构的稳定承载能力和应力重分配能力较强,是一种可靠和稳定的结构承载体系。
中图号:O242.21标志码:A在所示的气动信号功率谱图中,能够更清晰地看出旋转失速的发展过程。工况1、2基本上处于设计工况范围内,没有失速团的产生,转子转频以及其二次谐波表现的比较明显;工况3时,失速团产生,但振幅相对与转子转频来说还很小;工况4时失速团进一步发展,振幅进一步提高,己经接近转子转频;工况5时,失速团二次谐波表现出来,而且失速团振幅己经开始超过转子转频。
4结语通过对对旋轴流风机在5种工况下的实验研究,可以清楚地看到旋转失速的产生全过程:当风机在设计工况下工作时,没有失速团的产生;当流量进一步减小,风机处于接近失速工况时,在转子转频约0.7倍35Hz处出现了微弱的扰动成分(失速团)但幅值较小,与其附近幅值非常接近;进一步减小流量,则进入弱失速区,此时失速团的振动幅值己明显有别于其附近幅值。随着流量的减小,失速团振动幅值进一步提高,其二次谐波也随之本工程为大型电厂300MW机组除尘器钢结构明显地表现出来。进而,旋转失速工况进一步发展而进入强失速阶段,此时失速团的振动幅值甚至会超过转子转频,并且其二次谐波的幅值也将明显显现。达到*大值后,旋转失速的强度会逐渐减小,失速团以及其二次谐波的幅值也随之降低。