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經(jīng)過多年的工作實踐和總結，作者認為此類鼓風機產(chǎn)生異常振動的主要原因有：基礎因素、安裝精度不達標、風機葉輪不平衡、管道共振等。有時，振動是多個原因共同作用的，在實際工作中，應認真綜合分析，才能找到解決問題的辦法。下面，作者就上文所列的振動因素及其處理措施進行分析和探討。

基礎因素及其檢查處理措施

鼓風機基礎因素如基礎設計、施工不規(guī)范等造成風機振動往往被忽視。其實，基礎因素造成風機振動故障的事例并不少見，且其危害性很大。作為工程技術人員，首先要了解風機基礎的作用。風機基礎的作用有三個方面：

一是，根據(jù)生產(chǎn)工藝條件和設備安裝要求將風機牢固地固定在一定位置上；

二是，承受風機的全部重力以及工作時由于作用力產(chǎn)生的載荷，并將載荷均勻地傳布到地基；

三是，吸收和隔離因旋轉(zhuǎn)動力作用產(chǎn)生的振動，防止發(fā)生共振。

鼓風機對比分析

在額定轉(zhuǎn)速下， 假定風機進出口處截面上動壓靜壓均勻分布，對風機進口、出口壓力及壓差，集流器進出口壓力及其壓差進行統(tǒng)計。取點方法：在截面中心為軸心，周邊均勻取了20 個點，之后計算取其平均值，可以看出，同流量下，加米字形集流器的靜壓和全壓差分別為-4 389.0 Pa 和-2 252.9 Pa，而普通圓弧形集流器的壓差為-982.9 Pa 和-32.1 Pa，相比可以看出，鼓風機 加米字形集流器導流效果比普通圓弧形集流器好。但是同流量下，普通圓弧形集流器比加米字形集流器風機壓差大，有效值大2 366 Pa，風機全壓差加米字形比普通圓弧形小2 350.8 Pa，減少的這部分能量用于摩擦發(fā)熱。說明集流器經(jīng)過改造提高了粉塵流的導流能力，提高了風機的性能。

本文對掘進工作面鼓風機集流器結構進行了改進研究。并對改進前、后的結構的集流器導流效果做了理論分析。然后應用Fluent 流體軟件對其進行了數(shù)值建模分析， 充分認識離心分機內(nèi)部流場流體的流動規(guī)律，并得到集流器及整個風機的壓力云圖，截面所受阻力云圖，并取點做了統(tǒng)計分析。研究結果表明：鼓風機加米字形集流器使集流器進出口壓差增加，明顯地起到對粉塵流場的導流作用。但是集流器由于增加米字形支撐架，造成集流器截面的摩擦力增大，消耗了風機的一部分動能。但對大型除塵離心風機總體來看，采用該結構大大減少制造難度和加工成本，提高了經(jīng)濟效益。

將建立好的鼓風機三維模型導入ICEM 軟件進行混合網(wǎng)格的劃分。其中進出口和葉輪區(qū)域采用結構化網(wǎng)格，而蝸殼部分由于其內(nèi)部結構復雜，尤其是電動機周圍結構并非規(guī)則模型，故采用適應性較強的非結構化四面體網(wǎng)格，具體網(wǎng)格如圖3 所示。綜合考慮動靜耦合區(qū)域?qū)?shù)值模擬預測結果的影響，在進行網(wǎng)格劃分時，對邊界層進行加密處理，其較低網(wǎng)格質(zhì)量雅克比[14]在0.3 以上。為了保證數(shù)值計算結果的準確性，避免網(wǎng)格誤差對其模擬結果造成影響，對鼓風機進行網(wǎng)格無關性驗證，如表1 所示。綜合考慮計算精度和計算效率可知，當網(wǎng)格數(shù)為25 萬左右時預測結果較為合理，終確定整個計算域的網(wǎng)格數(shù)為2513558。k-ε 模型作為為普遍有效的湍流模型，能夠計算大量的各種回流和薄剪切層流動，被廣泛應用于各類風機的數(shù)值求解計算中。

由于有梯度擴散項，模型k-ε 方程為橢圓形方程，故其特性同其他橢圓形方程，需要邊界條件：鼓風機出口或?qū)ΨQ軸處k / n0和/ n0。但上述邊界條件只針對高雷諾數(shù)而言，在固體壁面附近，流體粘性應力將取代湍流雷諾應力，并在臨近固體壁面的粘性底層占主要作用。而多翼離心風機由于結構尺寸小、相對馬赫數(shù)低，氣體黏性力在流體流動過程中起重要作用，因此，在實際運用過程中，標準k-ε 模型由于未充分考慮粘性力的影響，導致計算模型出現(xiàn)偏差。運用Visual C++將上述修正函數(shù)編寫為UDF代碼，并導入Fluent 內(nèi)置Calculation module。為符合實際運行狀態(tài)，鼓風機進出口邊界條件設置為壓力入口和壓力出口，出口壓降與動能成正比，從而避免在進口和出口定義一致的速度分布[15]。后以CFD 計算的定常結果作為初始條件，進行非定常數(shù)值計算。