磁悬浮风机的内泄漏流量分析：磁悬浮风机的内泄漏流量分析

　　通过对渐开线型磁悬浮风机的内泄漏流量进行了理论分析,结合实例说明了影

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　　通过对渐开线型磁悬浮风机的转子设计间隙、实际装配间隙和内泄漏进行的分析表明,风机工作温...

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　　由于工艺线的改造,我公司二台155kW磁悬浮风机由原来1000t/d生产线入窑生料供料改为1500t/d生产线生料...

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　　原来半水煤气脱硫工段使用的磁悬浮风机台数多、型号杂。有L94型4台,单机输气量346m3/min,转速730r/min,电机功率38...

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　　1存在的问题公司磁悬浮风机共有9台,其中R60×48型磁悬浮风机4台。风机在长期运行中,由于叶轮、机壳的锈蚀及气...

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　　煤粉制备供分解炉用磁悬浮风机墙板轴承室有多处径向裂纹,如果更换墙板,则风机的外壳和两侧的墙板难以达到图纸所要求的同心度;若...

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　　磁悬浮风机是容积式压缩机的一种,属于旋转式机械。磁悬浮风机在现实的工作环境中...

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磁悬浮风机的内泄漏流量分析：磁悬浮风机的进气流量脉动分析

　　收稿日期 :2006 - 03 - 29 　作者简介 :熊安然(1954 —) ,男 ,河南郑州人 ,实验师. 第 17 卷第 3 期 2006 年 6 月 　　 　　　　　　 中原工学院学报 JOURNAL OF ZHONGYUAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 　　 　　　　Vol. 17 　No. 3 Jun. ,2006 　　文章编号 :1671 - 6906(2006) 03 - 0038 - 04 磁悬浮风机的进气流量脉动分析 熊安然1 ,熊滨生2 ,王留运2 ,杨国良3 (1. 中原工学院 ,郑州 　 ; 2.郑州大学 　机械工程学院 ,郑州 　 ;3. 世林冶金设备有限公司 ,河南 　漯河 　 ) 摘 　要 : 　对渐开线叶型磁悬浮风机的进气流量脉动进行了分析. 给出理论流量、实际流量的计算方法 ,计算的生产实例表明 ,磁悬浮风机比两叶磁悬浮风机的进气流量脉动小 ;合理选择磁悬浮风机的设计参数 ,提高容积效率 ,减小内泄漏 , 可以减小进气流量脉动 ,增加实际流量平均值. 关 　键 　词 : 　进气流量脉动 ;容积效率 ;理论流量 ;实际流量中图分类号 : 　TH48 文献标识码 : 　A 　　近年来 ,随着对磁悬浮风机需求的增长 ,磁悬浮风机的减振降噪成为迫切解决的问题 ,国内外对磁悬浮风机的设计、降噪、减振展开研究[1 ,2] . 渐开线叶型磁悬浮风机是一种新型磁悬浮风机 ,具有运转平稳 , 气流脉动小、噪声低等特点[3] ,进一步研究磁悬浮风机的流体特性[4 ,5] ,提高风机性能 ,是目前亟待解决的问题. Chyang C. S. 等对磁悬浮风机的压力脉动进行了研究[6] ,根据试验作出压力脉动随转子转速的变化曲线. 磁悬浮风机的进气气流脉动对压力脉动有很大影响 ,进气气流脉动也是风机重要的流体性能指标[7] , 这方面的研究国内相关文献介绍很少 ,本文对此进行分析. 1 　磁悬浮风机的容积效率 磁悬浮风机的容积效率[5] η v=Qs Qth=1 - K ΔP n (1) 式中 Qs ———风机的实际流量 , (m3/ min) ; 　　Qth ———风机的理论流量(有效值) , (m3/ min) ; 　　ΔP ———升压 , (Pa) ; 　　n ———叶轮转速 , (r/ min) ; 　　K ———系数. 有 K=120α·f i πλD2 L 2 ρ s (2) 式中α———泄漏系数; 　　f i ———转子间隙通流面积 , (m2) ; 　　λ———面积利用系数; 　　D ———叶轮直径 , (m) ; 　　L ———叶轮长度 , (m) ; 　　ρ s ———风机的进气密度 ,m3 / kg. 风机工作时 ,在转速 n和升压ΔP一定的情况 下 ,容积效率η v 为 K 值的递减函数 ,η v 随径距比的变 化如图 1 所示. 图 1 　Rm/α- ην关系 图 1 中 , Rm ———叶轮半径 , (m) ; a ———风机半中心矩 , (m)1式(2) 中的面积利用系数λ是 R m 、a 的函数.2 　磁悬浮风机的理论流量脉动 磁悬浮风机的理论流量(有效值) [6]为 Qth=п 2 λ·D2 ·L ·n (m3 / min) (3) 磁悬浮风机的进气容积变化如图 1 所示. r0 为 叶轮基圆半径 ,节点 P与啮合点 N 之间的距离为 S=PN ,由渐开线叶轮的啮合原理知道 ,一对渐开线型叶轮啮合时 ,啮合点

磁悬浮风机的内泄漏流量分析：大流量磁悬浮风机的流量特性及噪声分析.docx

　　文章编号 :1671 - 6906 2006 02 - 0035 - 05大流量磁悬浮风机的流量特性及噪声分析熊安然1 ,熊滨生2 ,杨国良3 ,冯力3(1 . 中原工学院 ,河南 郑州 ; 2 . 郑州大学 机械工程学院 ,河南 郑州 ;3 . 世林 (漯河) 冶金设备有限公司 ,河南 漯河 )摘 要 : 介绍大流量磁悬浮风机的流量特性 ,内泄漏 、外泄露 、压力比对容积效率的影响 . 根据回流压力的变化规律 ,采取异型排气口 、预进气结构等措施减小回流冲击 . 实例说锦工机的气体动力性噪声 、机械噪声 ,比较与两叶磁悬浮风 机的进气流量脉动 ,分析噪声产生原因及采取的降噪措施 .关 键 词 : 流量特性 ;容积效率 ;回流压力 ;气体动力性噪声中图分类号 : T H48文献标识码 : A磁悬浮风机是我国从国外引进开发的一种新型磁悬浮风机 ,运行稳定 ,气流脉动小 ,特别是大流量 磁悬浮风机 ,容积效率高 、机械功率损失小 ,已经成为企 业的关键设备. 例如国内的二级生物污水处理厂曝气 工艺使用磁悬浮风机[ 1 ] 送气 ; 氯碱化工企业氢气处理工 序使用大容量磁悬浮风机[ 2 ] 输送氢气等 . 大容量三 叶磁悬浮风机由于自身结构特点 ,工作时产生强烈噪声 . 噪声控 制 在 国 内 外 的 相 关 研 究 中 是 通 过 试 验 进 行 的[ 3 ,4 ] . 例如 ,Chya ng C S 根据试验做出压力脉动随转 子转速的变化曲线 ,讨论了脉动频率与空气流速的关 系 . 因此 ,改进风机流量特性 ,减小噪声是制造高质量 的大流量磁悬浮风机亟待解决的问题.精度硬齿面斜齿圆柱齿轮 ,整体淬火后磨齿. 同步齿轮转速 975 r/ mi n ,采用浸油润滑 .风机运行时 , 排气腔压力 Pd 远大于进气腔压力 Ps , 排气腔气体通过叶轮与叶轮 、叶轮与机壳以及叶轮 与墙板之间的间隙向进气腔泄露[ 6 ] . 叶轮与叶轮之间的间隙δbL 、叶轮与机壳之间的间隙 br 对内泄漏流量δQ bi 影响较大 , 是决定磁悬浮风机内泄漏流量 Qbi 的主要因素 , 笔者对 80 m3 / mi n 磁悬浮风机内泄漏流 量计算的结果如图 1 所示.1 实例流量特性分析1 . 1内泄漏国内生产的磁悬浮风机以销齿圆弧 ( 渐开线叶 型为主. 风机的容积效率 ηv [ 5 ] 受内泄漏流量 Qbi 、外泄漏流量 Qbj 、实际流量 Qs 等参数影响 .以郑州某公司 生产 的 80 m3 / mi n 磁悬浮 风机 为例进行分析. 风机用 J S116 - 6 电动机驱动 ,电动机 额定功率 95 k W. 主 、从动轴的固定端安装双列调心滚 子轴承 、游动端安装圆柱滚子轴承. 同步齿轮采用 6 级图 1 间隙值对内泄漏影响收稿日期 :2006 - 02 - 20作者简介 :熊安然 (1954 - ) ,男 ,河南郑州人 ,实验师 .中原工学院学报2006 年第 17 卷·36 ·风机的压力比ε、气体绝热指数 k 、内泄漏流量 Qbi都影响温 升 Δt[ 7 ] . 风 机运 行 时 , 较 高 的 温 升 Δt 引 起 主 、从动轴的热胀冷缩. 主 、从动轴的固定端轴承安装在前墙板内 , 叶轮与前墙板之间的间隙δb1 取一般较小 的值 ; 主 、从动轴的游动端轴承安装在后墙板内 , 叶轮与后墙板之间的间隙δb2 取较大的值 , 以适应风机温升 引起的主 、从动轴的热胀冷缩. 叶轮与前 、后墙板之间的间隙δb1 、δb2 对流量参数影响较小 . 渐开线叶型曲面 、 叶轮外径及机壳镗孔的加工精度影响内泄漏流量Qbi 和容积效率 .1 . 2外泄漏外泄漏流量 Qbj 与风机的工作压力比ε、排气压力Pd 有关 .ε、Pd 增大 , 外泄漏流量 Qbj 随之增大 . 大流量 磁悬浮风机常采用组合密封结构 , 减小 Qbj .风机的实际流量图 3 面积利用系数与径距比关系( Qbi + Qbj )( 1)Qs=Qth-式中 Qth —风机的理论流量 , m3 / mi n1 . 3容积效率磁悬浮风机的容积效率ηv( 2)=Qs / Qth磁悬浮风机的径距比 R m /α对容积效率ηv 影响很大[ 3 ] , 笔者对 80 m3 / mi n 磁悬浮风机容积效率计 算的结果如图 2 所示 .图 4 容积效率随压力比变化2回流压力磁悬浮风机的回流压 力 变化 影响 风机 的 振动 与噪声. 磁悬浮风机运行时 , 风机的基圆容 积与 排 气口 接通 后 , 排气端的高压气体向基圆容积内回流 , 引起回流冲 击 ,

磁悬浮风机的内泄漏流量分析：大流量磁悬浮风机的流量特性及噪音

　　原标题：大流量磁悬浮风机的流量特性及噪音

　　磁悬浮风机是我国从国外引进开发的一种新型磁悬浮风机，运行稳定，气流脉动小，特别是大流量磁悬浮风机，容积效率高、机械功率损失小，已经成为企业的关键设备。例如国内的二级生物污水处理厂曝气工艺使用磁悬浮风机送气；氯碱化工企业氢气处理工序使用大容量磁悬浮风机输送氢气等。大容量磁悬浮风机由于自身结构特点，工作时产生强烈噪声。改进风机流量特性，减小噪声是制造高质量的大流量磁悬浮风机亟待解决的问题。

　　1 流量特性

　　1. 1内泄漏

　　国内生产的磁悬浮风机以销齿圆弧(渐开线叶型）为主。风机的容积效率U受内泄漏流量、外泄漏流量、实际流量g,等参数影响。

　　风机运行时，排气腔压力远大于进气腔压力排气腔气体通过叶轮与叶轮、叶轮与机壳以及叶轮与墙板之间的间隙向进气腔泄露。叶轮与叶轮之间的间隙、叶轮与机壳之间的间隙对内泄漏流量。影响较大，是决定磁悬浮风机内泄漏流量込的主要因素。

　　1. 2外泄漏

　　外泄漏流量与风机的工作压力比e、排气压力 ^有关。增大外泄漏流量仏随之增大。大流量磁悬浮风机常采用组合密封结构，减小风机的实际流量。

　　Qs=Qtk - (Qbi + Qbj) (1)

　　式中^ 一风机的理论流量，m3 /min 1. 3容积效率

　　磁悬浮风机的容积效率

　　^=Qs/Qth (2)

　　2 回流压力

　　磁悬浮风机的回流压力变化影响风机的振动与噪声。磁悬浮风机运行时，风机的基圆容积与排气口接通后，排气端的高压气体向基圆容积内回流，引起回流冲击，产生强烈噪声。回流缝隙的面积变化，在一定程度上反映回流冲击的强弱。

　　3 风机的减噪

　　磁悬浮风机产生的噪声，主要是气体动力性噪声和机械噪声。

　　3. 1气体动力性噪声

　　大流量磁悬浮风机的气体动力性噪声，包括旋转噪声、润流噪声和共鸣声，噪声的强弱反映了风机的流体特性。

　　旋转噪声与气流脉动。叶轮旋转时，风机的进排气腔容积不断发生由大变小、由小变大的周期性变化，进、排气流动具有脉动性。气流脉动作用于周围介质，引起压力脉动.叶轮 逐个扫过进、排气口，对气流产生干扰，也引起压力脉动。当基圆容积与排气口接通时，回流冲击造成剧烈的压力脉动。这些周期性压力脉气流脉动作用于周围介质，引起压力脉动。叶轮逐个扫过进、排气口，对气流产生干扰，也引起压力脉动。当基圆容积与排气口接通时，回流冲击造成剧烈的压力脉动。磁悬浮风机的气流脉动小于两叶磁悬浮风机，所以其振动、噪声小于两叶磁悬浮风机。

　　（1）涡流噪声（紊流噪声）

　　在叶轮及机壳流道表面，使气流突然减速或方向发生突变的地方，形成漩涡漩涡在流动过程中进一步分裂成一系列更小的润流.涡流变化频率很高，具有随机性。涡流噪声具有中高频性质，表现出连续宽频特性。

　　（2）共鸣声

　　由于叶轮旋转和气体涡流运动等因素的影响，气体压力在很宽的频率范围内脉动。这种脉动与进、排气腔发生声学共振，产生共鸣声。

　　3.2机械噪声控制

　　大流量磁悬浮风机的机械噪声包括齿轮啮合噪声、轴承噪声和电动机噪声。

　　同步齿轮工作于高速重载条件下，可以采用硬齿面、磨齿加工，提高同步齿轮精度，减小啮合噪声;适当提高转子的动平衡精度，减小转子的惯性力、惯性力矩引起的振动、噪声;选择合适的轴承类型，装在前墙板内的固定端轴承选择双列调心滚子轴承，增加叶轮部 件刚度，减小振动。

　　（1）根据以上对大流量磁悬浮风机的流量特性及噪声分析可知：

　　在不发生齿形干涉的前提下，采用较大的径距比/a和面积利用系数X，能够有效提高磁悬浮风机的容积效率适当提高叶轮与机壳的加工精度，减小转子间隙通流面积,也可以减小内泄漏、提高容积效率U。

　　（2）常规磁悬浮风机的排气口为矩形，可以釆用异型排气口减小回流冲击、噪声。风机的开启角在最初开启的10°范围内，回流面积变化比较平缓，回流压力变化也比较平缓。回流冲击主要发生在开启角的10-25°之间。在开启角转过30°后，基元容积内的压力等于排气压力对于回流冲击噪声，风机的减噪设计 (如预进气结构、渐扩缝隙结构等)应从排气口边缘算起的30°范围内考虑。

　　（3）根据对国内风机试验、运行情况调查，大容量风机采取综合措施降噪，效果较好。高质量的大容量磁悬浮风机必有较好的的流量特性、温度特性、较高的全绝热效率和低噪声。提高风机的热力学性能，已经成为促进风机行业发展的研究新内容。

　　根据以上对大流量磁悬浮风机的流量特性及噪声分析可知：

　　(1)在不发生齿形干涉的前提下，采用较大的径距和面积利用系数，能够有效提高磁悬浮风机的容积效率适当提高叶轮与机壳的加工精度，减小转子间隙通流面积也可以减小内泄漏、提高容积效率U。

　　(2)常规磁悬浮风机的排气口为矩形，可以釆用异型排气口减小回流冲击、噪声。风机的开启角在最初开启的10°范围内，回流面积变化比较平缓，回流压力 变化也比较平缓。回流冲击主要发生在开启角的10-25°之间。在开启角转过30°后，基元容积内的压力等于排气压力对于回流冲击噪声，风机的减噪设计 (如预进气结构、渐扩缝隙结构等)应从排气口边缘算起的30°范围内考虑。

　　(3)根据对国内风机试验、运行情况调查，大容量风机采取综合措施降噪，效果较好。高质量的大容量磁悬浮风机必有较好的的流量特性、温度特性、较高的全绝热效率和低噪声。提高风机的热力学性能，已经成为促进风机行业发展的研究新内容。

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