离心排风机

风机管道共振和检查处理措施

风机的进出口管段风速很高，高速穿行的风会扰动管道，使管道发生共振。一般情况下，高速离心鼓风机，风机进出口管是靠法兰和叶轮壳体刚性连接的，管道的振动必然传到壳体上，而壳体通常和轴承座相连，壳体振动又引起轴承座振动，终导致致整台风机发生振动。此类振动的预防处理措施为：

（1）检查风机壳体，如壳体存在裂纹的或磨损及其腐蚀严重的，应加固或整体更换；

（2）在振动比较明显的管段上加装管道减震器，使管道与风机壳体呈柔性连接，减小或缓冲振动。常用的管道减震器，如KTX 可曲绕橡胶接头，菏泽风机，即管道减震器，一般安装于靠近风机出口端，减震效果比较明显。另外，有些管道补偿器如填料式补偿器、波形补偿器也可以起到减震作用；

（3）在条件允许下可优化出口管道，一般来说，弯头处更容易发生扰动管道而造成振动的现象，所以风机出口段宜有不小于5 m 的直段，以减少出口阻力损失，达到顺畅输送介质的目的；

（4）进口调节阀宜优先选用叶片阀，它在工作时能实现管道内输送介质的均匀分布，防止产生剧烈涡流而发生振动。上文阐述的引起风机振动的因素只是本人原所在企业常见的，当然不排除其他类型的风机会有其他的因素。在实际工作中，不能孤立、片面地把振动的原因归结于某一项因素，也有可能是这四种因素共同作用的结果。因此，在分析风机振动故障时，应该根据振动特征具体分析，事实求是地综合考虑，只有这样，才能准确、快捷地找出振动原因，消除振动故障。

将建立好的风机三维模型导入ICEM 软件进行混合网格的划分。其中进出口和叶轮区域采用结构化网格，而蜗壳部分由于其内部结构复杂，尤其是电动机周围结构并非规则模型，故采用适应性较强的非结构化四面体网格，具体网格如图3 所示。综合考虑动静耦合区域对数值模拟预测结果的影响，在进行网格划分时，对边界层进行加密处理，其较低网格质量雅克比[14]在0.3 以上。为了保证数值计算结果的准确性，避免网格误差对其模拟结果造成影响，对风机进行网格无关性验证，如表1 所示。综合考虑计算精度和计算效率可知，当网格数为25 万左右时预测结果较为合理，终确定整个计算域的网格数为2513558。k-ε 模型作为为普遍有效的湍流模型，能够计算大量的各种回流和薄剪切层流动，被广泛应用于各类风机的数值求解计算中。

由于有梯度扩散项，模型k-ε 方程为椭圆形方程，故其特性同其他椭圆形方程，需要边界条件：风机出口或对称轴处k / n0和/ n0。但上述边界条件只针对高雷诺数而言，在固体壁面附近，流体粘性应力将取代湍流雷诺应力，并在临近固体壁面的粘性底层占主要作用。而多翼离心风机由于结构尺寸小、相对马赫数低，气体黏性力在流体流动过程中起重要作用，锅炉离心引风机，因此，在实际运用过程中，标准k-ε 模型由于未充分考虑粘性力的影响，导致计算模型出现偏差。运用Visual C++将上述修正函数编写为UDF代码，并导入Fluent 内置Calculation module。为符合实际运行状态，风机进出口边界条件设置为压力入口和压力出口，出口压降与动能成正比，从而避免在进口和出口定义一致的速度分布[15]。后以CFD 计算的定常结果作为初始条件，进行非定常数值计算。

经过多年的工作实践和总结，作者认为此类风机产生异常振动的主要原因有：基础因素、安装精度不达标、风机叶轮不平衡、管道共振等。有时，振动是多个原因共同作用的，在实际工作中，应认真综合分析，才能找到解决问题的办法。下面，作者就上文所列的振动因素及其处理措施进行分析和探讨。

基础因素及其检查处理措施

风机基础因素如基础设计、施工不规范等造成风机振动往往被忽视。其实，基础因素造成风机振动故障的事例并不少见，且其危害性很大。作为工程技术人员，离心引风机，首先要了解风机基础的作用。风机基础的作用有三个方面：

一是，根据生产工艺条件和设备安装要求将风机牢固地固定在一定位置上；

二是，承受风机的全部重力以及工作时由于作用力产生的载荷，并将载荷均匀地传布到地基；

三是，吸收和隔离因旋转动力作用产生的振动，防止发生共振。

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