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大流量三葉羅茨風機的流量特性及噪音

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人氣:-發表時間:2018-03-09 09:02【

三葉羅茨風機是我國從國外引進開發的一種新型羅茨風機,運行穩定,氣流脈動小,特別是大流量三葉羅茨風機,容積效率高、機械功率損失小,已經成為企業的關鍵設備。例如國內的二級生物污水處理廠曝氣工藝使用羅茨風機送氣;氯堿化工企業氫氣處理工序使用大容量三葉羅茨風機輸送氫氣等。大容量三葉羅茨風機由于自身結構特點,工作時產生強烈噪聲。改進風機流量特性,減小噪聲是制造高質量的大流量三葉羅茨風機亟待解決的問題。

三葉羅茨風機真空型流量特性

1 流量特性

1. 1內泄漏

國內生產的三葉羅茨風機以銷齒圓弧(漸開線葉型)為主。風機的容積效率U受內泄漏流量、外泄漏流量、實際流量g,等參數影響。

風機運行時,排氣腔壓力遠大于進氣腔壓力排氣腔氣體通過葉輪與葉輪、葉輪與機殼以及葉輪與墻板之間的間隙向進氣腔泄露。葉輪與葉輪之間的間隙、葉輪與機殼之間的間隙對內泄漏流量 。影響較大,是決定三葉羅茨風機內泄漏流量込的主要因素。

1. 2外泄漏

外泄漏流量與風機的工作壓力比e、排氣壓力 ^有關。增大外泄漏流量仏隨之增大。大流量三葉羅茨風機常采用組合密封結構,減小風機的實際流量。

Qs = Qtk - (Qbi + Qbj) (1)

式中^ 一風機的理論流量,m3 /min 1. 3容積效率

三葉羅茨風機的容積效率

^ = Qs/Qth (2)

三葉羅茨風機

2 回流壓力

羅茨風機的回流壓力變化影響風機的振動與噪聲。羅茨風機運行時,風機的基圓容積與排氣口接通后,排氣端的高壓氣體向基圓容積內回流,引起回流沖擊,產生強烈噪聲。回流縫隙的面積變化,在一定程度上反映回流沖擊的強弱。

3 風機的減噪

羅茨風機產生的噪聲,主要是氣體動力性噪聲和機械噪聲。

3. 1氣體動力性噪聲

大流量三葉羅茨風機的氣體動力性噪聲,包括旋轉噪聲、潤流噪聲和共鳴聲,噪聲的強弱反映了風機的流體特性。

旋轉噪聲與氣流脈動。葉輪旋轉時,風機的進排氣腔容積不斷發生由大變小、由小變大的周期性變化,進、排氣流動具有脈動性。氣流脈動作用于周圍介質,引起壓力脈動.葉輪 逐個掃過進、排氣口,對氣流產生干擾,也引起壓力脈動。當基圓容積與排氣口接通時,回流沖擊造成劇烈的壓力脈動。這些周期性壓力脈氣流脈動作用于周圍介質,引起壓力脈動。葉輪逐個掃過進、排氣口,對氣流產生干擾,也引起壓力脈動。當基圓容積與排氣口接通時,回流沖擊造成劇烈的壓力脈動。三葉羅茨風機的氣流脈動小于兩葉羅茨風機,所以其振動、噪聲小于兩葉羅茨風機。

(1)渦流噪聲(紊流噪聲)

在葉輪及機殼流道表面,使氣流突然減速或方向發生突變的地方,形成漩渦漩渦在流動過程中進一步分裂成一系列更小的潤流.渦流變化頻率很高,具有隨機性。渦流噪聲具有中高頻性質,表現出連續寬頻特性。

(2)共鳴聲

由于葉輪旋轉和氣體渦流運動等因素的影響,氣體壓力在很寬的頻率范圍內脈動。這種脈動與進、排氣腔發生聲學共振,產生共鳴聲。

三葉羅茨風機噪音控制

3.2機械噪聲控制

大流量三葉羅茨風機的機械噪聲包括齒輪嚙合噪聲、軸承噪聲和電動機噪聲。

同步齒輪工作于高速重載條件下,可以采用硬齒面、磨齒加工,提高同步齒輪精度,減小嚙合噪聲;適當提高轉子的動平衡精度,減小轉子的慣性力、慣性力矩引起的振動、噪聲;選擇合適的軸承類型,裝在前墻板內的固定端軸承選擇雙列調心滾子軸承,增加葉輪部 件剛度,減小振動。

(1)根據以上對大流量三葉羅茨風機的流量特性及噪聲分析可知:

在不發生齒形干涉的前提下,采用較大的徑距比/a和面積利用系數X,能夠有效提高羅茨風機的容積效率適當提高葉輪與機殼的加工精度,減小轉子間隙通流面積,也可以減小內泄漏、提高容積效率U。

(2)常規三葉羅茨風機的排氣口為矩形,可以釆用異型排氣口減小回流沖擊、噪聲。風機的開啟角在最初開啟的10°范圍內,回流面積變化比較平緩,回流壓力變化也比較平緩。回流沖擊主要發生在開啟角的10-25°之間。在開啟角轉過30°后,基元容積內的壓力等于排氣壓力對于回流沖擊噪聲,風機的減噪設計 (如預進氣結構、漸擴縫隙結構等)應從排氣口邊緣算起的30°范圍內考慮。

(3)根據對國內風機試驗、運行情況調查,大容量風機采取綜合措施降噪,效果較好。高質量的大容量三葉羅茨風機必有較好的的流量特性、溫度特性、較高的全絕熱效率和低噪聲。提高風機的熱力學性能,已經成為促進風機行業發展的研究新內容。

根據以上對大流量三葉羅茨風機的流量特性及噪聲分析可知:

(1)在不發生齒形干涉的前提下,采用較大的徑距和面積利用系數,能夠有效提高羅茨風機的容積效率適當提高葉輪與機殼的加工精度,減小轉子間隙通流面積也可以減小內泄漏、提高容積效率U。

(2)常規三葉羅茨風機的排氣口為矩形,可以釆用異型排氣口減小回流沖擊、噪聲。風機的開啟角在最初開啟的10°范圍內,回流面積變化比較平緩,回流壓力 變化也比較平緩。回流沖擊主要發生在開啟角的10-25°之間。在開啟角轉過30°后,基元容積內的壓力等于排氣壓力對于回流沖擊噪聲,風機的減噪設計 (如預進氣結構、漸擴縫隙結構等)應從排氣口邊緣算起的30°范圍內考慮。

(3)根據對國內風機試驗、運行情況調查,大容量風機采取綜合措施降噪,效果較好。高質量的大容量三葉羅茨風機必有較好的的流量特性、溫度特性、較高的全絕熱效率和低噪聲。提高風機的熱力學性能,已經成為促進風機行業發展的研究新內容。

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