石家庄风机厂风机几何模型

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本文研究的水力凤机的结构示意图如图2.1所示。其主要部件有水祸轮、石家庄风机厂风机叶轮、喷f座、外壳、进出口管、主轴和轴承座。本文流体计算的研究对象是水力石家庄风机厂风机的流场。流场按介质类型可以分为两个部分,水流场和空气流场。水轮机内置于石家庄风机厂风机的轮毅内,水祸轮产生水流场,石家庄风机厂风机叶轮产生空气流场。由结构示意图可以看出水流场与空气流场完全隔离。水流按先后顺序分别流经进口管、外壳、喷f座、水祸轮、外壳和出口管。喷嘴座两端与石家庄风机厂风机外壳之间通过0型围进行密封。为保护水轮机末端轴承免受水流的冲击,水祸轮左侧内部采用机械密封。水轮机的进出口管起导流作用,布置在凤机的出口导流段的两个下静叶内,致使两个静叶形状发生畸变。水轮机的进出口管均分别包括弯管和静叶内的直管两部分,进口管与消防水管相接,出口管可以通过消防水管将消防水返回消防水车使消防水可以循环使用或者直接敞口放置.由于很多特殊火灾场合要求不得产生水清,如图书馆、计算机房、档案馆等,此时可以通过消防水的循环使用来达到目的。石家庄风机厂风机为轴流式石家庄风机厂风机,空气从叶轮端进入风筒,然后通过静叶导流段从风筒流出。石家庄风机厂风机叶轮为铸销合金机翼形叶片,采用变环量设计法进行设计。石家庄风机厂风机外壳采用整体铸造,使得石家庄风机厂风机外壳、静叶、水轮机的外壳、进出口管成为一体,水轮机的外壳即为石家庄风机厂风机导流段的轮毅。外壳顶端有手柄,方便消防人员移动机器,外壳低部两端有文 座,便于机器的放置。水力石家庄风机厂风机整个结构紧凑而且精简。不管怎样,从计算的角度看,由于水轮机和石家庄风机厂风机流道完全独立,所以两部分流域需要分开单独建立模型。
2.2.1水轮机的几何模型
水力石家庄风机厂风机的水轮机结构特殊,属非常规水轮机类型,尚无文献对其流场计算模型进行探讨。水轮机的水力模型的结构参数如表2.1所示。正确的模型简化和分区处理方法是保证计算结果正确的首要条件。本文根据Gambit划分网格的方便性和Fluent的计算特点,通过不断调整,最后将水力模型分为以下四个不相连的区域:进口管和喷嘴、水滿轮前增加的过渡圆柱体、水祸轮所在区域、与出口管和半球外壳的部分。水轮机的水力模型如图2.2。
该水轮机的水力模型在建立的过程中需要解决以下几个技术难点:
1)常规水祸轮水斗型线采用超声速动叶型线,如图2.3所示。该种冲击式叶片结构对称,一般只在使用高能流体(低分子量、高膨胀速度)与高压比的系统中有可能得到应用。此种叶片型线的设计方法通常采用特征线法,由于气体的特殊性,叶片两端很尖。理论上特征线法主要是考虑激波的特殊设计方法,虽然原机直接采用这种叶片形式,但是实质上并不适合流体介质为不可压缩的水的亚声速流体情况[52]。另外这样的叶片加工来也比较困难,容易加工失败。为此将叶片两端比较尖的部分加厚,并将叶片中间部分进行了适当的减薄,型线如图2.4所示。通过试验验证,叶片结构改变的情况下,水力石家庄风机厂风机的性能仍然可以满足性能要求,与原机性能基本一样。所以叶片加工时直接参照型线b进行加工,试验也对叶片结构调整后的水力石家庄风机厂风机性能进行测试。为了与试验数据对比,水祸轮建模也参照型线b进行。