一种烟囱风机制造技术

本实用新型专利技术提供一种烟囱风机，由室内向室外方向依次包括：进口及其延伸段、叶片段、出口段、以及出口延伸段，其中，进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比介于0.2460

【技术实现步骤摘要】
一种烟囱风机


[0001]本技术涉及通风设备
，具体涉及一种烟囱风机。

技术介绍

[0002]烟囱风机是一种轴流管道风机，在工业制造、化工、食品生产、农业养殖等方面都有一定规模的应用。但烟囱风机流量小、能效比偏低的情况依然不可避免，有效提高烟囱风机风量、提高能效比对其应用推广至关重要。在推动行业发展的同时做到节能减排，是当今世界各国都在倡导推进的经济发展模式，我国每年风机使用产生的电能消耗量约占全国总发电量10％，随着相关条款及规定的颁布与实施，对风机行业有了明确要求，产品性能应朝着低碳、绿色、环保、节能方向转型和发展。
[0003]相对于实验测试，以空气为介质的CFD数值模拟计算由计算机完成，省时省力，又可以对较复杂的风机内部流畅进行模拟分析和预测。合理的造型、建模和计算模型选择直接影响后续模拟结果的质量和精度。在通风道的进口处，气体流速会迅速提升，这时的流动状况比较复杂，对风机的进口段进行相应改型，优化气体流动方式，可以有效减小气流在管道内扰动，也能够降低后续气流流动阻力。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种烟囱风机，由室内向室外方向依次包括：进口及其延伸段、叶片段、出口段、以及出口延伸段，其中，进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比介于0.2460
‑
0.2497，出口延伸段的内径沿室内向室外方向递增，形成一扩散角及一扩散深度，其中，扩散角的角度介于8
‑
28度。
[0005]其中，扩散深度的长度介于50
‑
250mm。
[0006]其中，扩散深度与烟囱风机总长比介于0.0198
‑
0.0991。
[0007]其中，进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比介于0.2465
‑
0.2469。
[0008]其中，扩散角的角度介于23
‑
28度。
[0009]其中，扩散深度的长度介于200
‑
250mm。
[0010]其中，扩散深度与烟囱风机总长比介于0.0793
‑
0.0991。
[0011]其中，进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比为0.2467，扩散角的角度为28度，扩散深度为200mm。
[0012]其中，进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比为0.2467，扩散角的角度为23度，扩散深度为250mm。
[0013]其中，进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比为0.2467，扩散角的角度为23度，扩散深度与烟囱风机总长比为0.0991。
[0014]本技术以烟囱风机为实例，运用CFD数值模拟方法优化烟囱风机的内径、出口段扩散角度以及扩散深度，找到性能最优参数，并根据优化结果制作烟囱风机样机，得到烟囱风机的性能优化结果，为畜禽养殖生产通风系统提供了理论依据。本技术提供的烟
囱风机，将风机的风量和能效比分别提升了7.9％及8.1％。
附图说明
[0015]图1：本技术的烟囱风机结构示意图。
[0016]图2：本技术的烟囱风机的计算域模型。
[0017]图3：本技术的烟囱风机湍流模型风量模拟结果对比图。
[0018]图4：本技术的烟囱风机湍流模型能效比模拟结果对比图。
[0019]图5：本技术的基础风机与优化风机的风量对比结果图。
[0020]图6：本技术的基础风机与优化风机的能效比对比结果图。
具体实施方式
[0021]为了对本技术的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面结合附图详细说明本技术的技术方案及其产生的有益效果。
[0022]一、基础风机的制备及性能测试
[0023]图1为本技术的基础风机的结构示意图，如图1所示，本技术提供的烟囱风机，由室内向室外方向依次包括：进口及其延伸段10、叶片段 20、出口段30、以及出口延伸段40，其中，出口延伸段的内径沿室内向室外方向递增，形成一扩散角α及一扩散深度l；在风机总体长度恒定的情况下，本技术主要从风机的进口及其延伸段内径d、扩散角α及扩散深度 l三个方向研究其最优参数。
[0024]基于图1所示风机结构，本技术首先制备一个基础风机，其叶片直径，也即进口及其延伸段10的内径为630mm，总长度2523mm，扩散深度为 103mm，扩散角为8度。该基础风机的性能测试结果如下表所示：
[0025]表1基础风机性能测试结果
[0026][0027]二、风机模型及计算域
[0028]图2为本技术基于风机的结构特点以及所制备的基础风机的尺寸参数等所构建的计算域模型：其中对于进口及延伸段，考虑到进口段连接于密闭风室试验台，故将烟囱风机进口端加长一个3000mm
×
1000mm
×
2000mm的计算域，与风机进口共同作为计算模型的进口段；对于风机出口，同样在风机出口段后设置空气域，尺寸为4000mm
×
3500mm
×
6000mm。
[0029]1、边界条件设置
[0030]如图2所示，进口处边界条件设置为压力进口，根据风洞试验台测试值设置进口静压；出口边界为风机出口直接与大气接触，设置为出口相对静压 0Pa；其余部分设置为壁面
边界条件；叶片段设置旋转域。
[0031]2、数值计算方法
[0032]本技术的烟囱风机属于低压轴流风机，对这一类农用风机优化模拟的相关研究文献较少，模拟选择湍流模型时没有统一的标准。对于标准k
‑
ε模型，其对绝大数工程案例都适用，但可能对壁面流动、强旋流流动有一定程度失真；RNG k
‑
ε模型能够很好的处理较高应变率和流线弯曲程度大的流动；SST k
‑
ε模型因考虑湍流剪切力能够较好的预测流动的初始状态和负压力梯度情况下的流动分离变量。在建立合适计算域、确定边界条件后，应用标准k
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ε模型、RNG k
‑
ε模型和SST k
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ε模型分别对所构建烟囱风机模型进行数值模拟，对计算结果与实验测试结果从风量和能效比两方面进行对比，如图3及图4所示，其中，图3为烟囱风机湍流模型风量模拟结果对比，图4为烟囱风机湍流模型能效比模拟结果对比。
[0033]从图3及图4可以看出，利用计算机对烟囱风机风量进行数值模拟时，分别采用标准k
‑
ε模型、RNG k
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ε模型和SST k
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ε模型进行数值模拟计算。对比数值模拟结果与实验测试数数据，其中标准k
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ε模型、RNG k
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ε模型模拟结果相差不大；与SST k
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ε模型结果相比，标准k
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ε模型、RNG k
‑
ε模型与实验测试更为接近，两者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟囱风机，其特征在于：由室内向室外方向依次包括：进口及其延伸段、叶片段、出口段、以及出口延伸段，其中，进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比介于0.2460
‑
0.2497，出口延伸段的内径沿室内向室外方向递增，形成一扩散角及一扩散深度，其中，扩散角的角度介于8
‑
28度。2.如权利要求1所述的烟囱风机，其特征在于：扩散深度的长度介于50
‑
250mm。3.如权利要求1所述的烟囱风机，其特征在于：扩散深度与烟囱风机总长比介于0.0198
‑
0.0991。4.如权利要求1所述的烟囱风机，其特征在于：进口及其延伸段的内径与烟囱风机总长比介于0.2465
‑
0.2469。5.如权利要求1所述的烟囱风机，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：白沥冰，马慧，王康乐，李纪平，龙燕，于长平，王琪，白萨茹拉，张伟宏，
申请(专利权)人：北京首农畜牧发展有限公司，
类型：新型
国别省市：