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水簾廠家_多翼離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值JK系列礦用局部風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)提

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件水平和計(jì)算流體力學(xué)（ CFD ）技術(shù)的飛速發(fā)展，更多的湍流模型和計(jì)算方法應(yīng)用于風(fēng)機(jī)內(nèi)部的三維流動(dòng)計(jì)算中，使人們對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)有了更深入地了解；而大型商用 CFD 軟件的出現(xiàn)給風(fēng)機(jī)的數(shù)值模擬又帶來(lái)了更大的便利，使用該軟件對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行全三維的數(shù)值模擬，其結(jié)果更加真實(shí)可信。

　　多翼離心通風(fēng)機(jī)以其體積小、結(jié)構(gòu)緊湊和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，并在很多特殊使用場(chǎng)合下被公認(rèn)為是一種最理想的風(fēng)源設(shè)備。為此，本文針對(duì)某型吸油煙機(jī)（吸油煙機(jī)的主體部件就是多翼離心通風(fēng)機(jī)）采用 Fluent 軟件進(jìn)行全三維的數(shù)值模擬，并對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，吻合較好，同時(shí)對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行了分析。

1 數(shù)值模擬

1.1 幾何建模和網(wǎng)格劃分

　　采用 Fluent 軟件的前處理軟件 Gambit 進(jìn)行幾何建模和網(wǎng)格劃分。吸油煙機(jī)主要由多翼離心葉輪、蝸殼和機(jī)殼組成，由于蝸殼的不對(duì)稱性，不能通過(guò)定義周期性邊界條件實(shí)施單通道流域計(jì)算，應(yīng)取整機(jī)作為計(jì)算對(duì)象 [1] ，同時(shí)考慮到吸油煙機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及煙機(jī)各個(gè)部件尺寸的不同，因此將整個(gè)計(jì)算域分成 4 個(gè)互相連接的流體區(qū)域：機(jī)殼區(qū)域（機(jī)殼和蝸殼之間的流道）、葉輪進(jìn)口區(qū)域（進(jìn)風(fēng)圈與葉輪之間的流道）、葉輪區(qū)域（ 60 個(gè)前向的單圓弧非扭曲葉片之間的流道）和蝸殼區(qū)域（葉輪和蝸殼之間的流道）。

　　對(duì)以上 4 個(gè)流體區(qū)域的連接面，有兩種處理方法：一種方法是將連接面定義為內(nèi)邊界 (interior) ，此時(shí)就要在幾何建模階段使這個(gè)面相鄰的兩個(gè)區(qū)域共用這個(gè)面；另一種方法是將連接面定義為交界面 (interface) ，此時(shí)在幾何建模階段，對(duì)這個(gè)面相鄰的兩個(gè)區(qū)域分別定義一個(gè)面，而這兩個(gè)面的幾何位置和形狀是相同的，但擁有不同的名稱和標(biāo)記，并可采用不同的網(wǎng)格類型。采用第一種方法，在計(jì)算中不需要進(jìn)行任何處理；若采用第二種方法，則在計(jì)算中需要通過(guò) Fluent 中的 Define/Grid interface 來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)面的數(shù)據(jù)交換 [2] 。

　　劃分網(wǎng)格時(shí)，根據(jù)各個(gè)流體區(qū)域的大小采用不同類型、不同大小的網(wǎng)格（非結(jié)構(gòu)化的三棱體和四面體網(wǎng)格），整個(gè)計(jì)算域一共劃分了約 70 萬(wàn)個(gè)網(wǎng)格，如圖 1 所示。

1.2 計(jì)算參數(shù)設(shè)定及邊界處理

　　考慮到所計(jì)算的煙機(jī)進(jìn)出口溫度變化不大，同時(shí)流速也不高，因此把流動(dòng)區(qū)域的介質(zhì)看作不可壓縮氣體，采用 SIMPLEC 算法求解速度和壓力的耦合問(wèn)題。
　　 多翼離心通風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流態(tài)是湍流，在計(jì)算中采用標(biāo)準(zhǔn)的 k- ε湍流模型，對(duì)近壁面區(qū)域采用壁面函數(shù)法進(jìn)行處理。也有文獻(xiàn)模擬離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)時(shí)用的湍流模型是 RNG k-ε模型[1]和realizable k-ε模型[3] 。
　 進(jìn)出、口邊界條件均選定為壓力邊界條件，固壁邊界滿足無(wú)滑移條件。
　　 另外，由于多翼離心通風(fēng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其中葉輪區(qū)域是旋轉(zhuǎn)的，而其它部分是靜止的，因此在計(jì)算中要采用多重參照系，葉輪區(qū)域作為獨(dú)立的區(qū)域定義為旋轉(zhuǎn)參照系，其它流動(dòng)區(qū)域均為靜止的。

2 數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

　　計(jì)算中在采用標(biāo)準(zhǔn) k- ε湍流模型的同時(shí)，也分別采用 RNG k- ε模型和 realizable k- ε模型進(jìn)行了計(jì)算，并把計(jì)算所得的風(fēng)機(jī)的最大流量和截止風(fēng)壓（簡(jiǎn)稱風(fēng)壓）與試驗(yàn)測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行了對(duì)比，見(jiàn)表 1 。

表 1 數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

 

流量 /(m3 /min)

風(fēng)壓 /Pa

標(biāo)準(zhǔn) k- ε模型

15.47

256

RNG k- ε模型

15.53

260

realizable k- ε模型

15.51

259

試 驗(yàn)

14.83

252

　　從表1中看出，采用的3種 k- ε湍流模型所得到的結(jié)果極為接近，并且與試驗(yàn)結(jié)果也比較吻合，這說(shuō)明數(shù)值模擬的結(jié)果是合理的，計(jì)算方法是可靠的，同時(shí)也說(shuō)明這3種k- &epsilon,PVC水簾好;模型在計(jì)算風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的結(jié)果是可信的。

　　從表1中同樣看出，數(shù)值結(jié)果比試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果偏大，這主要是由于在建模階段對(duì)煙機(jī)的部分區(qū)域進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，導(dǎo)致摩擦損失、輪阻損失和泄漏損失比試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果偏小的緣故 [4,5] 。

3 流場(chǎng)分析

　　圖2是風(fēng)機(jī)的整機(jī)流線圖，從圖中可看出，風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流場(chǎng)非常復(fù)雜，尤其是在風(fēng)機(jī)葉輪的進(jìn)口處。氣流從進(jìn)氣口進(jìn)入機(jī)殼后，大部分直接進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)的葉輪中得到加速，而其余的部分則通過(guò)蝸殼和機(jī)殼之間的區(qū)域流入葉輪中，從而在葉輪上方形成了兩個(gè)漩渦，這些漩渦的存在不僅影響了風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性能（如流量、壓力等），而且會(huì)帶來(lái)一些噪聲的增加，因此風(fēng)機(jī)進(jìn)氣條件的好壞對(duì)這些漩渦的產(chǎn)生發(fā)展有著直接的影響，從而影響著風(fēng)機(jī)的性能。

　　圖 3 和圖 4 給出了風(fēng)機(jī)葉輪截面的壓力分布，從圖中看出，在靠近蝸殼出口處的葉輪通道內(nèi)的壓力分布與其它部分的葉輪通道內(nèi)的壓力分布的明顯不同。從總壓分布圖上來(lái)看，越靠近葉輪外緣的地方壓力越高。

　　圖 5 和圖 6 給出了風(fēng)機(jī)葉輪截面的速度分布。就整個(gè)葉輪的速度分布情況來(lái)看，它與總壓的分布十分類似，也說(shuō)明了在靠近風(fēng)機(jī)蝸殼出口處的葉輪通道與其它葉輪通道速度分布的明顯不同。速度和壓力在各個(gè)葉輪通道分布的不同也正好說(shuō)明了在計(jì)算時(shí)，不能采用通過(guò)定義周期性邊界條件實(shí)施的單通道流域計(jì)算的方法，而要進(jìn)行整機(jī)的計(jì)算。從速度分布中同樣可以看出，氣流在葉輪外緣處的速度比較大，而且氣流在蝸殼內(nèi)的速度分布，除了在靠近蝸殼出口處分布明顯不均外，其余部分的分布情況差別不是很明顯。

　　圖 7 （圖中速度矢量之間的空白區(qū)域?yàn)槿~片所在的位置）給出了葉輪通道內(nèi)部的速度分布，從分布圖中可看出，氣流在葉片進(jìn)口處和輪緣處的流動(dòng)非常復(fù)雜，有漩渦的存在。因此，葉輪葉片進(jìn)出口角度選定的好壞對(duì)葉輪的氣動(dòng)性能乃至風(fēng)機(jī)的性能有著很大的影響。

　　就多翼離心通風(fēng)機(jī)的葉輪來(lái)說(shuō)，圖 8 和圖 9 分別給出了葉輪進(jìn)口角度增大 5 °和減小 5 °時(shí)，葉輪通道內(nèi)部的速度分布情況。從分布圖上看出，角度改變前后，葉輪通道的內(nèi)部流動(dòng)并無(wú)明顯改善；從流量上來(lái)看，角度增大 5 °時(shí)流量為 15.53m 3 /min ，角度減小 5 °時(shí)流量為 15.42m 3 /min ，與原型相比，效果甚微。經(jīng)過(guò)反復(fù)的計(jì)算分析，并鑒于本風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)口角較小的可調(diào)范圍，可知通過(guò)調(diào)節(jié)葉片進(jìn)口角來(lái)有效地提高此風(fēng)機(jī)的性能是很難實(shí)現(xiàn)的。

圖 10 給出了風(fēng)機(jī)蝸舌區(qū)域的流動(dòng)情況。從圖上可看出在這一區(qū)域，一部分流體直接流向出口，而另外一部分則隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)重新流入蝸殼中，從而在蝸舌附近產(chǎn)生漩渦，進(jìn)而影響風(fēng)機(jī)的性能。

4 結(jié)論

　　應(yīng)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的方法對(duì)多翼離心通風(fēng)機(jī)進(jìn)行三維的內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬，從流場(chǎng)圖來(lái)看，風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)非常復(fù)雜。試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比分析驗(yàn)證了數(shù)值模擬較好的準(zhǔn)確性和可信度，從而在實(shí)際工程中，可用數(shù)值模擬來(lái)代替部分試驗(yàn)，以達(dá)到縮短周期、節(jié)省開(kāi)發(fā)費(fèi)用的目的。通過(guò)數(shù)值模擬同時(shí)可以獲得風(fēng)機(jī)內(nèi)部速度和壓力等參數(shù)的分布情況，有助于了解風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律，為風(fēng)機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供參考。此外，此方法還可以用來(lái)檢驗(yàn)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的性能，判別其是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。


JK系列礦用局部風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)

JK系列礦用局部扇風(fēng)機(jī)
高效節(jié)能低噪聲的JK系列礦用局部扇風(fēng)機(jī)（簡(jiǎn)稱局扇），是根據(jù)冶金、有色、黃金、化工、建材和核工業(yè)等各類非煤礦山局部通風(fēng)的需要設(shè)計(jì)的，適用于各種規(guī)格斷面的井巷掘進(jìn)通風(fēng)、采場(chǎng)和電耙道引風(fēng)、無(wú)底柱分段采礦法進(jìn)路通風(fēng)、其它局部通風(fēng)以及某些輔助通風(fēng)。也可用于隧道施工、地下工程施工等需要用風(fēng)筒送風(fēng)的場(chǎng)合通風(fēng)。
JK系列局扇的設(shè)計(jì)，綜合考慮了各類局部通風(fēng)作業(yè)面所需的排塵排煙風(fēng)量、風(fēng)筒送風(fēng)距離、常用風(fēng)筒規(guī)格、風(fēng)阻值，以及礦井內(nèi)的使用條件等。JK系列局扇分為單級(jí)工作輪JK-1、雙級(jí)工作輪JK-2和對(duì)旋運(yùn)轉(zhuǎn)DJK等三類。其中JK40系列局扇和DJK50系列對(duì)旋局扇可以直接安裝在巷道底板上，也可以懸掛安裝在巷道的幫壁上或頂板下。
JK系列局扇具有以下特點(diǎn)：
（1）運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。單級(jí)和雙級(jí)工作輪最高全壓效率分別為92%和83%，對(duì)旋型最高全壓效率為85%，比原JF系列局扇提高20%-30%，具有明顯的節(jié)電效果。
（2）規(guī)格齊全，適應(yīng)性強(qiáng)。局扇的風(fēng)量和全壓的值有各種不同的組合，送風(fēng)距離從80米到600米不等（串聯(lián)運(yùn)用送風(fēng)距離可達(dá)1200米以上），可滿足用戶各種不同的需要。
（3）體積較小，重量較輕，移動(dòng)靈活方便。在其性能與JF系列局扇基本相同時(shí)，體積減小20%—30%，重量減輕20%—30%。
（4）噪聲較低。在空曠場(chǎng)合實(shí)測(cè)JK№.4局扇的噪聲不超過(guò)86db(A)。如果用戶對(duì)局扇的噪聲有特殊要求，我廠可配套消聲器，請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)作出說(shuō)明。
DJK系列局扇的電機(jī)均為2極，其轉(zhuǎn)速為2860-2930r/min。
DJK系列局扇的主要技術(shù)參數(shù)，見(jiàn)表1。
JK系列局扇的系列和機(jī)號(hào)（型號(hào)）表示方法如下：
JK      58 – 1   №.4
礦用局部扇風(fēng)機(jī)                ,負(fù)壓風(fēng)機(jī)降溫方案;              機(jī)號(hào)為4，工作輪直徑D=400mm；
（“DJK”為對(duì)旋局扇）                       “№.3”， 機(jī)號(hào)為3，D=300mm；
                                            “№.5”， 機(jī)號(hào)為5，D=500mm；
輪轂比d=0.58，“56&rdquo,整體廠房降溫通風(fēng);為d=0.56                   其余類推。                                                                                                                                                 
“67”為d=0.67，“55”為d=0.55              單級(jí)工作輪，“2”為雙級(jí)工作輪
“40”為d=0.40，“50”為d=0. 50  

　　第卷第期年月工程熱物理學(xué)報(bào)提高葉片局部粗糙度對(duì)風(fēng)機(jī)效率影響的實(shí)驗(yàn)研究霍福鵬孟繁娟鐘洪亮陳佐一蔣正苗楊乃鐸孫穩(wěn)立清華大學(xué)熱能工程系，北京北京風(fēng)機(jī)二廠，北京摘要通過(guò)對(duì)三種風(fēng)機(jī)在葉片上進(jìn)行了加大局部粗糙度的實(shí)驗(yàn)，研究了風(fēng)機(jī)葉片上不同位置的粗糙度變化對(duì)風(fēng)機(jī)效率的影響，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)弧尾緣加大粗糙度時(shí)風(fēng)機(jī)的效率會(huì)提高。

　　實(shí)驗(yàn)得到了通過(guò)增加葉片局部粗糙度提高風(fēng)機(jī)效率的粗糙帶最佳寬度及其位置，并對(duì)不同的粗糙度對(duì)效率的影響進(jìn)行了初步的探討。

　　本工作為風(fēng)機(jī)節(jié)能開(kāi)辟了一條新路。

　　關(guān)鍵詞風(fēng)機(jī)葉片變粗糙度節(jié)能冬不目叮舀在傳統(tǒng)的理論及現(xiàn)行的葉片設(shè)計(jì)與加工中，為了保證較好的氣動(dòng)性能，要求透平與壓氣機(jī)的葉片表面盡可能光潔。

　　而最新的理論研究表明，在葉片局部加大粗糙度會(huì)使葉片的升阻比呈某一規(guī)律性變化，而在適當(dāng)?shù)奈恢眉哟蟠植诙龋~片的升阻比會(huì)有所提高。

　　在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，對(duì)孤立的葉片和平面葉柵中的葉片加大其內(nèi)弧尾緣的粗糙度，升阻比確有一定的提高。

　　但這種葉片的升阻比的提高在實(shí)際工作的葉輪機(jī)械中對(duì)效率的影響是如何體現(xiàn)的，同時(shí)不同位置的粗糙度變化對(duì)風(fēng)機(jī)效率影響的規(guī)律，目前在國(guó)際國(guó)內(nèi)均未見(jiàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。

　　本文對(duì)加大葉片局部粗糙度引起的風(fēng)機(jī)效率變化進(jìn)行了研究，初步給出了在不同位置加大粗糙度對(duì)風(fēng)機(jī)效率影響的曲線，并給出了在不改變?nèi)~型條件下僅通過(guò)增加葉片局部粗糙度能提高風(fēng)機(jī)效率的具體位置，為在不改變?nèi)~型條件下提高壓氣機(jī)及透平的效率開(kāi)辟了一條新路。

　　實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)由北京風(fēng)機(jī)二廠分別選取了三種型號(hào)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在有計(jì)劃的加大風(fēng)機(jī)葉片某些部位的粗糙度的情況下對(duì)比風(fēng)機(jī)的效率，從而確定局部粗糙度變化對(duì)風(fēng)機(jī)效率的影響。

　　加大葉片局部粗糙度的方法是在較光滑的風(fēng)機(jī)葉片表面貼粗糙帶，本實(shí)驗(yàn)采用的粗糙帶為普通砂紙。

　　在實(shí)驗(yàn)中粗糙帶未發(fā)生翹起脫落等異常情況，砂紙的厚度與重量對(duì)風(fēng)機(jī)的影響均可以忽略不計(jì)。

　　可以認(rèn)為風(fēng)機(jī)效率的變化僅與粗糙帶的位置與粗糙度的大小有關(guān)。

　　實(shí)驗(yàn)的對(duì)比結(jié)果為風(fēng)機(jī)的流量一效率變化曲線，對(duì)比兩種情況的最大效率。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論對(duì)不同的風(fēng)機(jī)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一些共同的結(jié)果日期一修訂日期一基金項(xiàng)目國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目霍福鵬一男(滿族)，遼寧鞍山人，博士研究生，主要從事氣動(dòng)熱力學(xué)研究。

　　工程熱物理學(xué)報(bào)卷在風(fēng)機(jī)葉片壓力面的不同位置粘貼相同寬度的粗糙帶，風(fēng)機(jī)的效率隨粗糙帶的位置變化而變化，如圖所示。

　　(其中為粗糙帶的寬度，為粗糙帶的后沿到葉片出氣邊的距離)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，在內(nèi)弧風(fēng)機(jī)效率隨粗糙帶從尾緣向前緣移動(dòng)而逐步降低，在背弧則是加粗糙帶效率均比不加粗糙帶低。

　　在內(nèi)弧尾緣粘貼不同寬度的粗糙帶，風(fēng)機(jī)效率隨粗糙帶寬度變化而變化。

　　對(duì)軸流式風(fēng)機(jī)和一離心式風(fēng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。

　　在葉片壓力面尾沿貼適當(dāng)寬度的粗糙帶后風(fēng)機(jī)的效率確有提高，其效率的提高可達(dá)到以上。

　　對(duì)不同的葉型存在不同的最佳粗糙帶寬度，此時(shí)達(dá)到最高效率，若粗糙帶的寬度再提高，效率的增加將降低。

　　對(duì)兩種風(fēng)機(jī)進(jìn)行了最佳寬度的實(shí)驗(yàn)。

　　圖是軸流式風(fēng)機(jī)在最佳寬度條件下效率與流量的關(guān)系圖。

　　測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)最佳寬度約為對(duì)一離心式風(fēng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖相對(duì)照可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的最大效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最佳寬度大約哥校。石8刁卜不加刁卜二刁卜月卜哥叔刁卜不加一悶。

　　一二才悶卜流量丫流量丫圖內(nèi)弧不同位置增加粗糙度對(duì)比圖型軸流風(fēng)機(jī)加不同寬度粗糙帶效率對(duì)比哥族刁卜不加月卜了一J卜一二一悶卜一二0八矛瓣校流量刁卜二刁卜不加流量丫圖一離心式風(fēng)機(jī)加不同寬度粗糙帶對(duì)比圖型軸流風(fēng)機(jī)最佳寬度粗糙帶和不加粗糙帶對(duì)比同時(shí)，實(shí)驗(yàn)還對(duì)粗糙帶粗糙度的大小變化對(duì)于風(fēng)機(jī)效率的影響進(jìn)行了初步研究。

　　粗糙度的變化主要是采用不同粗糙度的砂紙來(lái)保證。

　　圖是型軸流式風(fēng)機(jī)的不同粗糙帶的效率對(duì)比圖。

　　由該圖可以得出粗糙度較大的情況下該風(fēng)機(jī)的效率比較高。

　　通期霍福鵬等提高葉片局部粗糙度對(duì)風(fēng)機(jī)效率影響的實(shí)驗(yàn)研究過(guò)分析，粗糙度也應(yīng)存在一個(gè)最佳值，超過(guò)該最佳值效率將下降。

　　實(shí)驗(yàn)的結(jié)論風(fēng)機(jī)效率隨粗糙帶在內(nèi)弧從尾緣向前緣移動(dòng)而逐步降低，在背弧加粗糙帶效率降低。)在葉片內(nèi)弧尾緣貼適當(dāng)寬度的粗糙帶后風(fēng)機(jī)的效率提高，最大可以達(dá)到以上。

　　對(duì)不同的葉型有不同的寬度范圍。

　　每一個(gè)葉型存在其最佳寬度，在該點(diǎn)風(fēng)機(jī)的效率達(dá)到最大值。

　　哥校一刁卜一不加悶卜一~粗糙度大刊`一粗糙度小流量丫圖不同粗糙度情況對(duì)比)在一定的范圍內(nèi)提高粗糙度，風(fēng)機(jī)效率增加。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用前景利用在葉片局部增加粗糙度的方法來(lái)提高二維葉片和翼型的升阻比的理論研究，數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究均已證明，該方法是可行且有價(jià)值的。

　　本實(shí)驗(yàn)是在實(shí)際運(yùn)行的風(fēng)機(jī)上進(jìn)行的，通過(guò)實(shí)際的測(cè)量也證明了在實(shí)際應(yīng)用上該方案是可行的。

　　現(xiàn)有的結(jié)果可以應(yīng)用于壓氣機(jī)和風(fēng)機(jī)的節(jié)能，也可應(yīng)用于風(fēng)力透平的高效率發(fā)電。

　　參考文獻(xiàn)孟繁娟，吳永芬，陳佐一提高葉柵葉片升阻比的新舉措的實(shí)驗(yàn)研究。

　　見(jiàn)中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)熱機(jī)氣動(dòng)熱力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，洛陽(yáng)，一鐘洪亮，孟繁娟，陳佐一風(fēng)力透平葉片表面增加局部粗糙度對(duì)升阻比影響的數(shù)值分析。

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    我國(guó)目前全國(guó)電機(jī)的裝機(jī)總?cè)萘繛?nbsp;3.5億千瓦，其耗電量占全國(guó)發(fā)電量的60%。大多數(shù)電機(jī)處于輕載運(yùn)行狀態(tài)，尤其是拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的電機(jī)其運(yùn)行狀況更差。這些電機(jī)占全國(guó)用電量的31%。占工業(yè)用電量的50%。所以在風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載上大力提倡調(diào)速調(diào)節(jié)流量對(duì)于節(jié)約電能具有重大意義。正因?yàn)槿绱�，早�?7年佟純厚等十位專家教授就給李鵬總理寫(xiě)信，建議大力發(fā)展交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制。隨后，國(guó)務(wù)院發(fā)了（87）25號(hào)文件《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)約電能的若干規(guī)定》。

　　其中提到“應(yīng)把交流電機(jī)調(diào)速節(jié)電作為重點(diǎn)措施，認(rèn)真推廣�！痹诹硪晃摹对u(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》中指出：“對(duì)泵、風(fēng)機(jī)等用電設(shè)備，需要調(diào)節(jié)流量時(shí)，應(yīng)采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制代替閥門(mén)控制�！眹�(guó)家經(jīng)委（87）78號(hào)文件《交流電機(jī)調(diào)速驅(qū)動(dòng)節(jié)電技術(shù)座談會(huì)紀(jì)要》中也指出：“交流電動(dòng)機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)是我國(guó)近年發(fā)展較快的新技術(shù)。這種技術(shù)用于變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)水泵和其他設(shè)備，可比閥門(mén)擋板節(jié)流等方法節(jié)約更多的電力�！眹�(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人及有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的關(guān)懷重視和專家教授推薦提倡恰恰說(shuō)明風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載的變頻技術(shù)改造節(jié)電顯著，勢(shì)在必行，意義重大。 

　　機(jī)泵類負(fù)載變頻技術(shù)改造的優(yōu)點(diǎn) 

　　1、在風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載運(yùn)行中，其輸入的能量，約15~20%被電機(jī)和風(fēng)機(jī)（或電機(jī)和泵）本身所消耗，約35~50%被擋板或風(fēng)門(mén)節(jié)流所消耗。前者可通過(guò)采用高效電機(jī)及高效風(fēng)要來(lái)降低，后者則可通過(guò)采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)流量來(lái)取消。因?yàn)閷?duì)風(fēng)機(jī)水泵來(lái)說(shuō)，其軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比。所以，如果通過(guò)調(diào)速將流量降到滿載時(shí)的80%，則所需軸功率可減少一半（理論上）。實(shí)踐及理論均已證明，采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)流量節(jié)電可達(dá)20%到60%。 

　　一臺(tái)鍋爐在選用與其配套的風(fēng)機(jī)容量時(shí)，均是按鍋爐的最大蒸發(fā)量予以考慮，且留有 20%風(fēng)壓和20%流量的裕量。這就是說(shuō)，即使鍋爐全載運(yùn)行，其風(fēng)門(mén)開(kāi)度也不會(huì)是100%，最多僅能達(dá)到80%左右，此外，風(fēng)機(jī)在選用其配套電動(dòng)機(jī)時(shí)，也留有一定裕量。因而在鍋爐的正常運(yùn)行中，其電動(dòng)機(jī)總是處于不全載情況下運(yùn)行。上面兩種情況，使得采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)流量要節(jié)約更多的電能。 

　　1、風(fēng)門(mén)或擋板調(diào)節(jié)流量，可調(diào)性能差，非線度大，反應(yīng)速度慢，不準(zhǔn)確。而且在風(fēng)門(mén)或擋板開(kāi)度很小時(shí)，電機(jī)的輸入功率仍然很大。采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)流量（此時(shí)風(fēng)門(mén)或擋板處于全開(kāi)位置），不僅可調(diào)性能好，反應(yīng)速度快，而且線性度和準(zhǔn)確性均很高。如采用閉環(huán)控制，則水位控制精度可達(dá)±10毫米，汽壓控制精度可達(dá)±5%，負(fù)壓控制精度可達(dá)±3Pa。 

　　2、與計(jì)算機(jī)接口，接受計(jì)算機(jī)的指令來(lái)改變變頻器的輸出頻率。這種控制方式可使鍋爐始終在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。這不僅可將鍋爐的熱效率提高3%，同時(shí)也具有約5%的節(jié)煤作用。 

　　3、輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低噪音、粉塵，從而減少了對(duì)環(huán)境的污染。 
鍋爐風(fēng)機(jī)水泵變頻技術(shù)改造方案的選擇 
根據(jù)鍋爐的容量、臺(tái)數(shù)、資金、操作維修人員的技術(shù)水平可有各種不同的選擇。 

　　1、有一臺(tái)10噸以下的單臺(tái)鍋爐或6噸以下的多臺(tái)鍋爐，可選一臺(tái)鍋爐（選較大者）進(jìn)行引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)改造。變頻器的輸出頻率手工調(diào)節(jié)，可保留原有的工頻運(yùn)行功能。 

　　2、多臺(tái)10噸或多臺(tái)20噸的鍋爐房，可安裝一套引風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)裝置。此裝置包括兩臺(tái)變頻器，一臺(tái)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)，一臺(tái)驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。這套變頻驅(qū)動(dòng)裝置，可根據(jù)需要驅(qū)動(dòng)任一臺(tái)鍋爐的引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，而同時(shí)每臺(tái)鍋爐的引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)仍保留原有的工頻運(yùn)行功能。一臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)鍋爐的臺(tái)數(shù)不超過(guò)三臺(tái)。 

　　3、對(duì)于40噸以上的鍋爐，一般情況下一套變頻驅(qū)動(dòng)裝置只驅(qū)動(dòng)一臺(tái)鍋爐，且可保持原有的工頻運(yùn)行功能。 

　　4、鍋爐房的補(bǔ)水泵，可采用一般生活供水系統(tǒng)的變頻驅(qū)動(dòng)裝置，一帶一或一帶多臺(tái)補(bǔ)水泵。與一般生活供水系統(tǒng)不同的是反饋量是上鍋筒的水位

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