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基于流场仿真的高压高效大型轴流风机设计研发 被引量：1
1
作者 黄东亮 顾存凯 +1 位作者 蔡素燕 刘淑莲 《浙江科技大学学报》 2025年第1期20-32,共13页
【目的】设计高压高效的大型船用轴流风机。【方法】首先以CLARK-Y翼型作为基本翼型,采用孤立翼型设计法,将压缩机载荷控制法应用于轴流风机叶片设计;然后根据《工业通风机用标准化风道性能试验》中的C型装置,建立轴流风机的仿真计算模... 【目的】设计高压高效的大型船用轴流风机。【方法】首先以CLARK-Y翼型作为基本翼型,采用孤立翼型设计法,将压缩机载荷控制法应用于轴流风机叶片设计;然后根据《工业通风机用标准化风道性能试验》中的C型装置,建立轴流风机的仿真计算模型,基于雷诺平均法的k-ε湍流模型对初步设计的风机进行数值模拟,通过流场计算并结合轮毂的强度校核确定叶片弦长和叶片数;最后在C型风机性能测试试验装置上对其进行试验验证。【结果】在设计工况点试验的静压为420 Pa,全压达580 Pa,全压效率达83.8%。【结论】本研究结果可为后续其他风机的设计奠定基础,为高效高压大型风机的设计和研发提供一定的理论依据与参考。 展开更多
关键词 高压高效 大型轴流风机 翼型 气动性能
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矩形槽机匣结构对轴流通风机性能的影响研究
2
作者 安军凯 《机械管理开发》 2025年第4期26-28,32,共4页
为进一步探索提升轴流通风机气动性能的有效路径,以一台BT35-11型轴流式通风机为研究对象,针对该通风机气动性能偏低问题,通过设计矩形槽机匣结构的方式进行优化,并在参考已有经验和相关文献的基础上,应用控制变量实验法对矩形槽机匣结... 为进一步探索提升轴流通风机气动性能的有效路径,以一台BT35-11型轴流式通风机为研究对象,针对该通风机气动性能偏低问题,通过设计矩形槽机匣结构的方式进行优化,并在参考已有经验和相关文献的基础上,应用控制变量实验法对矩形槽机匣结构参数进行优化设计,最终确定当矩形槽机匣宽度为15mm、深度为4mm时,优化后的轴流通风机在多个流量工况下,均可在保障全压不显著降低的基础上,尽可能提升风机运行效率。 展开更多
关键词 矩形槽 机匣结构 轴流通风机 气动性能
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不同叶片状态对煤矿轴流通风机通风性能影响研究
3
作者 杨智 《机械管理开发》 2025年第8期32-34,共3页
为了提升煤矿轴流通风机运行效率,以SF12-8型轴流通风机为例,通过有限元法模拟分析了轴流通风机性能的影响因素。由研究可知,通风流量为18000 m^(3)/h的工况条件下,叶轮相对厚度为40%、叶片角度为12°、叶顶间隙为5 mm时通风机运行... 为了提升煤矿轴流通风机运行效率,以SF12-8型轴流通风机为例,通过有限元法模拟分析了轴流通风机性能的影响因素。由研究可知,通风流量为18000 m^(3)/h的工况条件下,叶轮相对厚度为40%、叶片角度为12°、叶顶间隙为5 mm时通风机运行效率最高。通过实践应用分析可知,采用该方案对SF12-8型轴流通风机改造后,通风机全压效率由48.19%增加到56.35%,在符合煤矿通风要求的同时,降低通风机运行能耗,为企业创造更多经济效益。 展开更多
关键词 轴流通风机 有限元法 全压效率
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轴流风机叶片的模态与动力学响应分析 被引量：3
4
作者 王素慧 《煤矿机械》 2024年第2期83-85,共3页
以矿用轴流风机叶片为研究对象,通过SolidWorks建立叶片的三维模型,在ANSYS中对轴流风机的叶片进行模态和动力学响应分析。研究发现,振型位移的峰值出现在第11阶固有频率;叶片在运行过程中,应力集中发生在叶片、叶轮联接处,叶尖处易发... 以矿用轴流风机叶片为研究对象,通过SolidWorks建立叶片的三维模型,在ANSYS中对轴流风机的叶片进行模态和动力学响应分析。研究发现,振型位移的峰值出现在第11阶固有频率;叶片在运行过程中,应力集中发生在叶片、叶轮联接处,叶尖处易发生大变形。为轴流风机叶片的结构改进和优化提供理论基础。 展开更多
关键词 轴流风机 叶片 有限元分析 模态
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煤矿对旋轴流通风机的振动响应特性分析 被引量：2
5
作者 成永新 《机械管理开发》 2024年第1期58-60,共3页
为进一步探究煤矿对旋轴流通风机设备可能的优化路径,从振动响应分析的角度着手,对煤矿轴流通风机流场进行仿真分析,通过分析压力-时间变化情况,探究不同轴向间隙和径向间隙对煤矿对旋轴流通风机的振动响应特征。并根据分析结果,确定了... 为进一步探究煤矿对旋轴流通风机设备可能的优化路径,从振动响应分析的角度着手,对煤矿轴流通风机流场进行仿真分析,通过分析压力-时间变化情况,探究不同轴向间隙和径向间隙对煤矿对旋轴流通风机的振动响应特征。并根据分析结果,确定了较为合理的轴向间隙与径向间隙取值范围,以期为后续的对旋轴流通风机优化设计提供更多参考借鉴。 展开更多
关键词 对旋轴流通风机 振动响应 仿真分析
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煤矿轴流通风机不同轮毂比下的叶片应力作用分析 被引量：1
6
作者 韩强 王瑞 《能源与节能》 2024年第12期178-180,共3页
轴流通风机是煤矿开采中的重要通风设备,其设计使用过程中的参数对通风机整体性能具有重要影响。针对通风机的轮毂比参数,以一型号通风机进行建模分析,采用有限元流固耦合方式得到不同轮毂比时叶片的应力作用,从而为通风机叶片的设计使... 轴流通风机是煤矿开采中的重要通风设备,其设计使用过程中的参数对通风机整体性能具有重要影响。针对通风机的轮毂比参数,以一型号通风机进行建模分析,采用有限元流固耦合方式得到不同轮毂比时叶片的应力作用,从而为通风机叶片的设计使用提供参考,提高通风机的整体性能。 展开更多
关键词 轴流通风机 叶轮叶片 应力 仿真分析
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矿用通风机安装角对风机运行特性影响的研究
7
作者 李波 《机械管理开发》 2024年第3期42-44,共3页
为了进一步提升煤矿FBDNo.7.1/2×37型对旋式轴流风机运行全压及全压效率,利用正交优化的方案对风机不同叶轮转速、风机不同叶片安装角配合情况下的风机运行状态进行了研究。根据实际验证可知,风机在一级叶片安装角角度为65°... 为了进一步提升煤矿FBDNo.7.1/2×37型对旋式轴流风机运行全压及全压效率,利用正交优化的方案对风机不同叶轮转速、风机不同叶片安装角配合情况下的风机运行状态进行了研究。根据实际验证可知,风机在一级叶片安装角角度为65°、二级叶片安装角角度为40.5°、风机转速为560r/min时具有最佳的运行工况,极大地提升了矿井通风系统的运行可靠性。 展开更多
关键词 矿用通风机 轴流风机 安装角 转速匹配 全压 全压效率
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矿用对旋式轴流通风机扩散器结构多目标优化设计 被引量：8
8
作者 戴巨川 刘德顺 +2 位作者 金永平 文泽军 岳文辉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期386-391,共6页
以矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用粒子群优化算法对其扩散器结构设计参数进行了优化。首先,应用实验设计方法研究了通风机扩散器结构设计参数与通风机全压及效率之间的关系。研究结果表明:随着扩散器芯筒尾部半径R1的增大,通风机... 以矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用粒子群优化算法对其扩散器结构设计参数进行了优化。首先,应用实验设计方法研究了通风机扩散器结构设计参数与通风机全压及效率之间的关系。研究结果表明:随着扩散器芯筒尾部半径R1的增大,通风机全压会先降低而后增高;通风机全压随着扩散器出口截面半径R2的增大而减小,随扩散器长度L1的增大而增大。通风机效率随R1、L1的增大而增大,随R2的增大而减小,且L1对通风机效率的影响最为显著。然后,以通风机全压及效率为优化目标,以扩散器结构设计参数为设计变量,应用粒子群优化算法对其进行多目标优化。 展开更多
关键词 矿用对旋式通风机 扩散器结构 粒子群优化算法 流场分析 优化设计
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动叶可调轴流式通风机出口流场的实验研究 被引量：12
9
作者 陈海生 梁锡智 +1 位作者 谭春青 康顺 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期412-415,共4页
对轴流式通风机在不同安装角时的流场变化进行了实验研究 ,得到了通风机的总性能曲线 ;并用固定在转子前、后测量平面的热线 ,测量了最高效率点处不同安装角时叶片通道进、出口轴向和切向速度的分布 ,从而能够清楚地了解到 ,通风机在安... 对轴流式通风机在不同安装角时的流场变化进行了实验研究 ,得到了通风机的总性能曲线 ;并用固定在转子前、后测量平面的热线 ,测量了最高效率点处不同安装角时叶片通道进、出口轴向和切向速度的分布 ,从而能够清楚地了解到 ,通风机在安装角变化时 ,叶片通道进、出口截面流动结构的变化 . 展开更多
关键词 轴流式通风机 安装角 动叶可调 出口 流场
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穿孔扩张消声结构的声场传递矩阵研究 被引量：11
10
作者 赵明 黄其柏 +1 位作者 朱从云 王勇 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2005年第2期33-35,42,共4页
基于管道声学理论,分析了气流和声波同时通过穿孔孔径的穿孔管扩张消声结构的声传递基理,通过等效物理模型简化与单元划分,推导其声场传递矩阵,理论计算与实验结果对比表明,所建数学模型具有较高的预测精度。
关键词 传递矩阵 消声结构 声场 扩张 声学理论 单元划分 模型简化 理论计算 预测精度 数学模型 声传递 穿孔管 对比表
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带扩散塔的矿用对旋式轴流通风机三维流场数值模拟 被引量：6
11
作者 文泽军 金永平 +2 位作者 刘德顺 岳文辉 戴巨川 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2012年第3期62-65,共4页
以带扩散塔的矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用计算流体力学软件FLUENT对通风机气动性能进行三维流场模拟,研究通风机内部三维流场的流动状况;结果表明:受扩散塔结构的影响,气流在进入扩散塔区域后其速度和方向发生了改变,导致气流... 以带扩散塔的矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用计算流体力学软件FLUENT对通风机气动性能进行三维流场模拟,研究通风机内部三维流场的流动状况;结果表明:受扩散塔结构的影响,气流在进入扩散塔区域后其速度和方向发生了改变,导致气流在扩散塔出口处左侧区域的流动速度变得缓慢,而在扩散塔出口处右侧区域其气流的流动速度却变快。同时在靠近扩散塔左壁面区域出现了回流现象,从而造成了气流流速和压力在扩散塔出口处的分布极不均匀,加大了气流与右壁面的摩擦,进而降低通风机的气动性能。针对现有通风机扩散塔结构设计中存在的不足,文中提出了相应改进方案,该方案可以有效遏制扩散塔出口处回流的形成,改善通风机流道内气流的流动状况,同时提高矿用对旋式轴流通风机的气动性能。研究结果对矿用对旋式轴流通风机的优化设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 矿用对旋式通风机 扩散塔 三维流场 数值模拟
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矿用轴流通风机NACA翼型仿真试验 被引量：7
12
作者 张建卓 高猛 +1 位作者 祝天姿 李康康 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1222-1226,共5页
研究了NACA(美国国家航空咨询委员会)0012翼型在矿用轴流通风机上的应用,采用该翼型设计了一台矿用轴流通风机,运用Fluent软件对通风机整机内部流场进行仿真,模拟出叶轮上的静压力分布和整机流场流线分布。根据仿真结果得到:通风机反转... 研究了NACA(美国国家航空咨询委员会)0012翼型在矿用轴流通风机上的应用,采用该翼型设计了一台矿用轴流通风机,运用Fluent软件对通风机整机内部流场进行仿真,模拟出叶轮上的静压力分布和整机流场流线分布。根据仿真结果得到:通风机反转后流场内压力参数变化不大,流场内旋流数目增加0.12,反风风量达到正常风量的64%,符合我国《煤矿安全规程》有关规定,证明了NACA0012翼型在矿用轴流通风机设计中的适用性。 展开更多
关键词 轴流通风机 NACA翼型 反风性能 Fluent仿真
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矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数优化设计 被引量：15
13
作者 金永平 刘德顺 文泽军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1754-1759,共6页
以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片为研究对象,应用响应面法(RSM)和三维流场分析对矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数进行优化设计。首先定义矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数,然后以矿用对旋式轴流通风机前后两级... 以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片为研究对象,应用响应面法(RSM)和三维流场分析对矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数进行优化设计。首先定义矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数,然后以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片的弯、掠角为设计变量,以通风机全压效率最大化为优化目标,建立前后两级叶片的弯、掠角与通风机全压效率的响应面模型,最后对各参数进行优化设计。结果表明,通风机全压效率提高了1.64%,通风机的气动性能得到进一步改善。 展开更多
关键词 矿用对旋式通风机叶片 响应面法 优化设计
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矿用对旋式轴流局部通风机噪声特性实验研究 被引量：9
14
作者 陈鱼 王晓林 袁小平 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2010年第5期121-124,共4页
对四种对旋式轴流局部通风机的噪声特性进行实验研究,获得了风机噪声频谱曲线和A声级随工况变化曲线,详细分析离散噪声的频谱特性,发现对旋风机Ⅰ级叶轮通过频率(BPF1)及两级叶片相互作用频率(BIF)对应噪声是对旋风机的主要离散噪声源... 对四种对旋式轴流局部通风机的噪声特性进行实验研究,获得了风机噪声频谱曲线和A声级随工况变化曲线,详细分析离散噪声的频谱特性,发现对旋风机Ⅰ级叶轮通过频率(BPF1)及两级叶片相互作用频率(BIF)对应噪声是对旋风机的主要离散噪声源。为对旋式轴流通风机的降噪提供有益参考。 展开更多
关键词 声学 对旋风机 噪声 频谱 BPF BIF
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CFD仿真在轴流式灭火风机流场优化设计中的应用 被引量：9
15
作者 褚双磊 俞国胜 秦瑞鸿 《流体机械》 CSCD 北大核心 2010年第10期33-38,共6页
应用计算流体动力学的方法对轴流式灭火风机内的三维湍流流动进行了建模和基于N-S方程的仿真分析,仿真采用有限体积法FVM和k-ε双方程模型来模拟湍流流动,得到了轴流式灭火风机在设计工况下的内部流场三维流动形态,分析了轴流式灭火风... 应用计算流体动力学的方法对轴流式灭火风机内的三维湍流流动进行了建模和基于N-S方程的仿真分析,仿真采用有限体积法FVM和k-ε双方程模型来模拟湍流流动,得到了轴流式灭火风机在设计工况下的内部流场三维流动形态,分析了轴流式灭火风机内部的气流流动规律、流速和压力分布,以三维湍流场的仿真结果为依据,对轴流式灭火风机的内部风道进行了有效的改进和优化设计。结果表明锥形射流风筒采用整流栅板可以有效地提高出口风速,改善内部流动,更好地满足设计要求。 展开更多
关键词 轴流式灭火风机 计算流体动力学 仿真 优化设计
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PLC及组态王的掘进通风监控与报警系统研究 被引量：6
16
作者 龚晓燕 薛河 +2 位作者 时磊 阎东慧 党亚歌 《西安科技大学学报》 CAS 2012年第1期81-85,100,共6页
针对掘进通风瓦斯超限严重,监控能力薄弱的现状,在对掘进通风瓦斯超限的通风、地质等主要原因素进行了分析,建立了瓦斯超限的灾害模型;根据井上和井下实时监测实际需求,建立了基于PLC和组态王的掘进通风瓦斯超限实时检测、诊断、报警和... 针对掘进通风瓦斯超限严重,监控能力薄弱的现状,在对掘进通风瓦斯超限的通风、地质等主要原因素进行了分析,建立了瓦斯超限的灾害模型;根据井上和井下实时监测实际需求,建立了基于PLC和组态王的掘进通风瓦斯超限实时检测、诊断、报警和控制井下井上一体化的总体解决方案,搭建了基于PLC的井下监控和报警系统硬件平台,开发了基于组态王的井上远程监控和报警软件系统。最后对软硬件原型系统进行了集成测试和完善,测试结果表明,系统运行可靠稳定,操作简单,灵敏度高,可以实现井下井上一体化的掘进通风监控和报警功能。 展开更多
关键词 掘进通风 监控与报警 PLC 组态王
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矿用轴流通风机叶片三维几何模型反求重构 被引量：5
17
作者 金永平 刘德顺 +1 位作者 文泽军 岳文辉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2011年第11期24-27,共4页
通风机叶片形状是影响通风机气动性能的关键因素,为了引进和吸收先进的矿用轴流通风机叶片设计技术,采用反求技术对其三维几何模型进行反求重构。首先,根据通风机叶片设计特点规划测量路径,应用三坐标测量机(CMM)对矿用轴流通风机叶片... 通风机叶片形状是影响通风机气动性能的关键因素,为了引进和吸收先进的矿用轴流通风机叶片设计技术,采用反求技术对其三维几何模型进行反求重构。首先,根据通风机叶片设计特点规划测量路径,应用三坐标测量机(CMM)对矿用轴流通风机叶片表面曲面进行测量,提取通风机叶片表面曲面的三维点云数据。然后,在反求软件UG中,利用最小二乘拟合曲线检查法对所提取的点云数据进行异常点的剔除,运用弦高-夹角综合法进行点云数据的精简。最后,采用非均匀有理B样条(NURBS)对各截面数据点进行曲线拟合,并使用通过曲线组生成曲面的方法重构了矿用轴流通风机叶片的三维几何模型,这对矿用轴流通风机计算流体力学模拟和叶片优化设计具有重要意义。 展开更多
关键词 矿用轴流通风机叶片 反求工程 三坐标测量 三维模型重构
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矿用大型圆弧板叶型对旋式局部通风机的研制 被引量：3
18
作者 贺秋冬 吴昊 陈宗涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1227-1232,共6页
为满足煤矿对大风量、长距离局部通风的需求,研制了FBD-№7.5/2×55(叶轮直径0.75 m,额定转速2 970 r/min,2级,单级功率55 kW)矿用大型防爆对旋轴流局部通风机,该机的叶片采用圆弧板叶型,用普通热轧钢板模压成形,加工简易,材料成本... 为满足煤矿对大风量、长距离局部通风的需求,研制了FBD-№7.5/2×55(叶轮直径0.75 m,额定转速2 970 r/min,2级,单级功率55 kW)矿用大型防爆对旋轴流局部通风机,该机的叶片采用圆弧板叶型,用普通热轧钢板模压成形,加工简易,材料成本低,无静电,不老化。研究采用理论分析和试验相结合的方法。通过有限元分析,采用局部加大叶片根部厚度的办法,解决了高速、大机号通风机圆弧板叶片易断裂的问题。经测试,该通风机的风量为15.83～10.66 m3/s,全压为1 331～7 454 Pa,全压效率达到82.64%,比A声级噪声13.92LSA(dB),其气动性能优于行业标准。现场应用表明:该通风机运行安全可靠,功能满足用户需求。 展开更多
关键词 对旋轴流式 局部通风机 圆弧板叶型 气动性能 有限元
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矿用FBD系列局部通风机内部流场及气动噪声分析
19
作者 刘勇 《机械管理开发》 2024年第11期175-177,共3页
为进一步探究矿用局部通风机运行特性,以FBD系列局部通风机为研究对象,首先对其进行三维建模,而后对局部通风机内部流场进行分析,在此基础上,进一步分析局部通风机气动噪声特性,以此明确该系列通风机在运行过程中普遍存在的泄漏涡和紊... 为进一步探究矿用局部通风机运行特性,以FBD系列局部通风机为研究对象,首先对其进行三维建模,而后对局部通风机内部流场进行分析,在此基础上,进一步分析局部通风机气动噪声特性,以此明确该系列通风机在运行过程中普遍存在的泄漏涡和紊流问题。最后根据仿真分析结果,对通风机叶轮结构的后续优化策略进行简要阐述,以期为后续的具体优化实践工作提供参考借鉴。 展开更多
关键词 局部通风机 内部流场 气动噪声 仿真分析
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对旋式通风机叶片安装角的变化对气动性能的影响 被引量：11
20
作者 刘拥军 张元银 《矿业安全与环保》 北大核心 2000年第5期47-48,58,共3页
通过试验研究阐述了对旋式通风机两级叶轮叶片安装角的变化对气动性能的影响。分析试验表明在风机Ⅰ、Ⅱ级叶轮匹配的条件下，Ⅰ级叶轮叶片安装角起改变风压作用，Ⅱ级叶轮起到改变流量作用。
关键词 对旋式通风机 气动性能 叶片安装角 结构 风压
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