煤矿生产中, 掘进工作面是主要的产尘环节。粉尘不仅严重危及采掘工作面人员的身体健康,而且容易造成重大事故隐患。采用除尘风机对掘进工作面进行降尘是主要降尘方式之一。但是,由于工作面粉尘较易随风四处扩散,如何将粉尘定向导入离心风机,提高除尘效率,是亟待解决的问题。其中集流器是引导粉尘气体进入除尘风机的重要结构,其结构形式对风机性能有很大的影响。有关研究表明圆弧形集流器对提高风机性能效果好。山东冠熙环保设备有限公司对集流器进行改进,在除尘风机集流器内部的侧壁上固定若干条肋组成的“米”字支撑架。
本文将对加米字支撑架的集流器和普通圆弧形集流器进行整机数值模拟,重点分析这2 种结构形式对掘进工作面的粉尘的导流效果,并对比其对风机性能的影响,为掘进工作面降尘效率的提高提供理论依据。
除尘风机流体的数学模型
粉尘流体在风机中流动的物理条件较为复杂,影响因素较多,因此在离心风机的数值计算中,假设流体为连续等温不可压缩的牛顿流体稳态运动而且各组分之间没有化学反应。其在风机中的流动要遵循质量守恒定律、动量定理和能量守恒定律3 个基本物理守恒定律的支配。
处理措施就是联轴器的重新找正,确保同心度在偏差允许值内。联轴器对中找正应注意的是:一是,应以除尘风机的联轴器为基准,测定和调整除尘风机电机来保证电机与风机两轴线同轴;二是,电机的四个地脚螺栓必须对角均匀紧固后才能读数;三是,盘动联轴器时转向应与风机运转方向一致。调整的顺序应是;首先,使两联轴器轴线平行,即先保证轴向百分表的四个读数相差值符合本文表1 的允许值;其次,使两联轴器轴线同高,即先调整左右径向偏差,后调整上下高差,直至符合本文的允许值。在实际工作中,常用的打表工具———磁性表座虽然使用简便,但却存在着刚性不足和适用条件受限的不良情况。
对于重要和安装要求高的风机,有必要设计和制作一个表架配合百分表进行测量,除尘风机主要由抱箍、角钢表架等组成。,除尘风机型号,主要是U102 除尘风机振动偏大需重新校正联轴器对中。现场检修人员反映,在打表过程中,径向百分表下方读数不时出现异常情况:电机垫高已经很明显,但读数却不变或变小(当时百分表探头打在风机端半联轴器上,此情况下,如电机垫高,径向百分表在下方读数应增大)。异常读数的出现,除尘风机生产厂家,严重干扰了检修正常进行。凭多年经验并仔细观察后发现,当联轴器转到下方时,百分表探头已脱离半联器近0.5 mm,即此时百分表探头已不起作用,百分表出现假读数。
除尘风机进气箱出口处(叶轮进口处)水平横向截面速度的矢量图及云图,从图中可以看出,虽然其出口几何结构是对称的,然而在出口处其流速为不均匀分布,靠进气方向处流速较高,被进气方向速度较低,气流经弯头转弯后,流速分布比较紊乱,从而使得进入风机叶轮的流速不均匀,与文献的研究结果一致,这是导致离心风机效率低的原因之一。
进气箱内的流动损失
进气箱的流动损失可以通过数值模拟计算分析,为理论研究提供参考,其大小为进气箱出口截面的动压乘以损失系数。由于进气箱出口速度大致与叶轮的进口速度一样。
进气箱对离心风机性能的影响可知在进气箱出口与除尘风机叶轮进口处存在涡旋现象,研究中发现该涡旋与流量大小有关,在大流量区涡旋不明显,潍坊除尘风机,且位于进气箱侧的叶轮叶套的进口处,随着流量的减小,防爆除尘风机,涡旋形状较加的明显,并向进气箱出口方向B侧偏移。可以看出,原始风机叶轮流道内靠近出口处形成涡旋,主要原因是叶片出口附近存在较为严重的边界层分离现象。除尘风机叶片表面存在附面层,随着叶轮旋转,吸力面和压力面附面层的结构和形态是不同的。
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