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稳流环改善对旋轴流风机小流量工况的试验研究
流量减少时,轴流风机的性能曲线般都有一段压力下降区,形成一个马鞍形区域。对于工况变化不大的风机来说,能够使风机在高效率点附近工作。但是对于工况变化大的风机,如果风机处于非设计工况点工作,风压和风量不稳定,可能产生失速和喘振,引起机械振动,甚至破坏机器。稳流环的功能是减缓或消除轴流风机的马鞍特征,扩大风机的安全工作范围。本文就对稳流环的工作特性进行试验研究以及分析。
  稳流环就是在叶轮入口侧靠近叶轮处安装一个环形叶栅,如所示。
  当风机由于通风网络阻力变大,或者由于风机出现脱流现象,迫使风机工况离开设计点,进入低流量工况下的非稳定状况,随着流量的减少,在叶片的顶部出现脱流,逐渐向根部发展,致使流动恶化,气体压力大幅度下降。由于叶片两侧出现压力差,在压力差的作用下,通过叶片顶端与机壳之间的间隙,一部分空气从高压侧流到风机的进风侧(低压侧),与进气气流发生碰撞产生冲击损失,严重地破坏了入口处进气条件。当采用稳流环之后,在变工况下,流动情况发生了变化,由于稳流环与机壳形成了一定的空间,不受主气流的干扰,叶顶产生的涡流气体在离心力和工作轮后面气体压力的共同作用下,沿叶顶流入稳流区域环形通道。在稳流环上的叶栅和稳流环的共同作用下经过一定距离,逐渐趋于平稳,通过稳流环前端的开口回到主气流。这样,不断地将回流气体抽走形成定环流,从而防止了工作叶轮中脱离区继续发展,减少了叶顶的失速,避免低流量工况的不稳定现象,也使风机的高效工作范围扩大,在压力特性上对消去马鞍区有一定的帮助。由于对旋轴流风机第二级叶片入口速度为第一级叶片的出口速度,以及二级叶片处的压力变化很大,在运行时容易产生叶顶脱流,干扰入口的进气流,这就为对旋风机第二级前加稳流环改善内流提供了可能。稳流环的结构以及安装示意图如所示。
  1.工作叶轮2.叶栅(b)结构示意图fc)安装示意。环形通道4.稳流环5.集流器6.二极叶轮7.级叶轮稳流环的结构原理及安装示意稳流环特征参数的确定bookmark6叶片稳流的主要几何尺寸为:稳流环直径、厚度及宽度,导流小叶片的弯曲角度及宽度,导流小叶片数量,稳流环离动叶前缘的距离。
  2.1稳流环直径Dw和厚度5bookmark7在设计工况下,工作轮中气体流动情况较为理想,理论上不应有脱流。这时稳流环中不应有气流通过,其直径尺寸应与无稳流器时的机壳内径相同,理上接第33页)M0.4;卸荷到卸荷压力,一次加载过程完毕,加载次数加1.若次数小于加载次数,重新回到初撑步M0.1,次数等于加载次数,加载自动结束。手动时每一步都有语音提示操作员,进行手动换向阀增压卸荷等操作。
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