XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Введение

Проектирование — это один из наиболее сложных видов интеллектуальной работы, выполняемой человеком. Более того, процесс проектирования сложных объектов не под силу одному человеку и выполняется творческим коллективом. Это, в свою очередь, делает процесс проектирования еще более сложным и трудно поддающимся формализации. Для автоматизации такого процесса необходимо четко знать, что в действительности он собой представляет и как выполняется разработчиками.

Опыт свидетельствует, что изучение процессов проектирования и их формализация давались специалистам с большим трудом, поэтому автоматизация проектирования всюду осуществлялась поэтапно, охватывая последовательно все новые проектные операции. Соответственно, поэтапно создавались новые и совершенствовались старые системы.

Центробежный шахтный вентилятор – электромеханическое устройство, предназначенное для перемещения воздуха по воздуховодам. Работа основана на вращении лопастей электрическим двигателем. Воздух, сталкиваясь с лопастями, выбрасывается со скоростью под воздействием центробежной силы. Сложность проектирования связана с тем, что приходится создавать сложную конфигурацию лопаток, которые имеют криволинейную форму. Причем во многих случаях кривизна должна описываться в трехмерном пространстве. Это особенно относится к осевым вентиляторам, где поток воздуха перпендикулярен или расположен под углом к плоскости вращения рабочего колеса.

В центробежном вентиляторе эти плоскости совпадают. Количество лопаток обычно от 8 до 12, а иногда и больше. А поскольку их количество следует оптимизировать то встает задача создания программного алгоритма

Общие сведения и назначение центробежных вентиляторов

Общиесведения

Центробежный вентилятор представляет собой размещенное в спиральном корпусе (улитке) лопастное колесо, при кручении которого воздух, поступающий через входное отверстие попадает в каналы между лопатками колеса и под действием центробежной силы перемещается по этим каналам, собирается специальным кожухом и направляется в его выпускное отверстие. Центробежные вентиляторы состоят из трех основных частей - колесо с лопатками (ротор, турбина), спиральный корпус и станина с валом и подшипниками.

Центробежные колеса обычного типа состоят из лопаток, переднего диска (кольцо), и заднего диска со ступицей.

Литые или точеные ступицы, необходимые для насаждения (соединения) колес на валы, заклепывают, крепят болтами или приваривают к задним дискам. К дискам в свою очередь присоединяют лопатки, которые для этих целей отбортовывают или обеспечиваютуголками.

Лопатки обычно укрепляют между передним и задним дисками. Центробежные вентиляторы специального назначения, например для пыли, изготавливают с консольным расположением лопаток без переднего диска (открытое колесо). Колеса чаще всего склепывают из листового металла, но встречаются и литые колеса. При изготовлении колес для дымососов широко используют сварку.

Широкие колеса в целях большей прочности иногда обеспечивают тягами, соединяющими передние кольца со ступицами.

Зазор между колесом и входным патрубком кожуха центробежного вентилятора не должен превышать 1% от диаметра колеса. Влияние зазора увеличивается с уменьшением быстроходности, так как даже при незначительном количестве протекающей через него воздух, часть последнего общем количестве засасываемого воздуха становится значительной.

Спиральные кожухи сваривают или склепывают в основном из листовой стали. Спиральные кожухи больших размеров устанавливают на самостоятельные опоры, а малые центробежные вентиляторы крепятся на станине.

Станины в основном сваривают из стали. На станинах, в подшипниках размещают валы. Колеса (турбины) на валах закрепляют шпонками и стопорными болтами.

Колеса на валы чаще всего надевают консольно. При двустороннем всасывании, консольное размещение колеса на валу не используется. Установки колес на валах между двумя опорами обеспечивает более устойчивый режим работы вентилятора, но усложняет конструкцию, монтаж и присоединение его квоздуховоду.

Неоспоримые преимущества в плане надежности, компактности, экономичности и бесшумности имеют центробежные вентиляторы, колеса которых насажены непосредственно на вал двигателя, но такое соединение рекомендуется при малых размерах центробежного вентилятора. В больших центробежных вентиляторах колеса с валами двигателя можно соединять с помощью промежуточных муфт.

Центробежный вентилятор, оснащенный для перемещения дымовых газов, называют дымососами, а для перемещения воздуха засоренного механическими примесями - пылевыми вентиляторами.

Центробежные вентиляторы являются на сегодняшний день наиболее распространенным типом вентиляторов, используемого в промышленности.

Центробежный вентилятор представляет собой механическое устройство для перемещения воздуха или других газов с очень низким увеличением давления. Эти вентиляторы увеличивают скорость воздушного потока с помощью вращающейся крыльчатки. Центробежные вентиляторы используют кинетическую энергию крыльчатки или вращающегося лезвия, чтобы увеличить давление воздушного / газового потока, который в свою очередь, перемещает их против сопротивления, вызванного воздуховодами, заслонками и другими компонентами. Центробежные вентиляторы ускоряют воздух радиально, изменяя направление (обычно под 90 градусов) воздуха. Они крепкие, тихие, надежные и способны работать в широком диапазонеусловий.

Центробежный вентилятор это устройство постоянных м3/мин или постоянного объема, это означает, что при постоянной скорости вращения вентилятора, центробежный вентилятор будет качать постоянный объем воздуха, а не постоянной массы. Это означает, что скорость воздуха в системе фиксируется, даже если массового расхода через вентилятор нет. Центробежный вентилятор является одним из наиболее широко используемых вентиляторов. Они, как правило, дешевле, чем осевые и проще в конструкции. В автомобильной промышленности, вентиляторы используются для охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Центробежный вентилятор получает свою энергию от электроэнергии, вырабатываемой двигателем. Он используется в транспортировке газа и материалов в системе вентиляции здания. Они также используются обычно в центральных системах отопления / охлаждения. Они также хорошо подходят для промышленных процессов и воздушных систем контроля и фильтрации загрязнений,аспирации.

Типы приводных механизмов. Привод центробежного вентилятора определяет скорость вращения вентилятора колеса (крыльчатки) и то, в какой степени эта скорость может меняться. Существуют три основных типа приводоввентилятора:

Прямой привод центробежного вентилятора.

Крыльчатка центробежного вентилятора может быть связана напрямую с валом электродвигателя. Это означает, что скорость вращения крыльчатки вентилятора идентична скорости вращения двигателя. С этим типом приводногомеханизмавентилятора,скоростьвращениявентиляторанеможет

быть изменена, если скорость двигателя не регулируется. Кондиционирование воздуха будет автоматически обеспечивать более высокую скорость, потому что холодный воздух болееплотный.

Ременная передача центробежного вентилятора.

На валу двигателя и валу крыльчатки устанавливается набор шкивов, ремень передает механическую энергию от двигателя к вентилятору. Скорость крыльчатки вентилятора зависит от соотношения диаметра шкива двигателя с диаметром шкива крыльчатки вентилятора и может быть получена из этого соотношения.

Регулируемый привод центробежного вентилятора.

Вентиляторы с регулируемым приводом используют гидравлические или магнитные муфты (между валом крыльчатки вентилятора и валом двигателя), которые позволяют регулировать скорость. Управление скоростью вращения вентилятора, часто интегрируются в автоматизированные системы для поддержания необходимой скорости крыльчатки.

Альтернативный способ изменения скорости вращения вентилятора - это использование электронного вариатора (инвертора), который контролирует скорость двигателя привода вентилятора. Это обеспечивает более высокую общую эффективность использования энергии при пониженных скоростях, чем у механических муфт.

Подшипники. Подшипники являются важной частью вентилятора. Маслонаполненные роликовые подшипники скольжения широко используются в центробежных вентиляторах. Некоторые подшипники могут быть с водяным охлаждением.

Водяное охлаждение подшипников скольжения используется, когда с помощью вентилятора перемещаются горячие газы . Тепло отводится через вал и в масло, которое должно быть охлажденным для того, чтобы предотвратить перегрев подшипников.

Заслонки и лопасти вентилятора. Заслонки используются для управления потоком газа на входе и на выходе центробежного вентилятора. Они могут быть установлены на входе или на выходе из вентилятора, или на обоих сторонах центробежноговентилятора.

Заслонки на выходе оказывают сопротивление потоку, который используется для управления потоком газа. Заслонки на входе (на входе лопастей) предназначены для управления потоком газа за счет изменения количества газа или воздуха, которое может войти в вентилятор. Заслонки на входе центробежного вентилятора (входные лопатки) уменьшают энергопотребление вентилятора из-за их способности влиять на воздушный поток вентилятора.

Колесо центробежного вентилятора состоит из втулки, на которой размещается определенное число лопастей вентилятора. Лопасти на втулке могут располагаться тремя различными способами. Загнутые вперед, загнутые назад или прямые.

Центробежный вентилятор с лопастями изогнутыми вперед. Лопасти изогнутые вперед, используют лезвия, которые искривлены в направлении вращения колеса вентилятора. Они особенно чувствительны к твердым частицам. Лопасти изогнутые вперед предназначены для приложений с большим потоком, низким давлением.

Центробежный вентилятор с лопастями изогнутыми назад. Лопасти изогнутые назад, используют лезвия, которые искривлены против направления вращения колеса вентилятора. Обратная кривизна имитирует аэродинамический профиль поперечного сечения и обеспечивает хорошую эффективность работы с относительно экономичной конструкцией. Эти типы колес вентилятора используются в вентиляторах, предназначенных для перемещения газовых потоков с низким и умеренным уровнем твердых частиц. Они могут быть легко установлены с защитой от износа, но некоторые изогнутые участки лезвия могут быть подвержены отложению твердых частиц. Центробежный вентилятор с лопастями изогнутыми назад может иметь широкий ряд скоростей, но чаще всего используются для средней скорости в приложениях высокого давления, при среднем потоке. Центробежный вентилятор с лопастями изогнутыми назад намного более эффективен, чем вентиляторы с прямым лезвием и таким образом, для высокой мощности может быть подходящей альтернативой к более низкой стоимости вентиляторов с прямымлезвием.

Центробежный вентилятор с прямыми лопастями. Прямые лезвия вентилятора расширяются прямо из втулки. Колесо вентилятора с прямыми радиальными крыльчатками часто используется в газовых потоках с частичной нагрузкой твердыми частицами, потому что они наименее чувствительны к нарастанию твердых частиц на лопатках, но они часто характеризуется большим уровнем шума на выходе. Высокие скорости, низкие объемы и высокое давление являются общими для радиальных центробежных вентиляторов с прямыми лопатками, и часто используются в системах очистки от пыли (аспирация), пневматических системах транспортировки материалов и аналогичных процессах.Типы вентиляторов и их подкатегории являются промышленным стандартом, который признается всеми крупными производителями вентиляторов.

Типы центробежных вентиляторов

Крыло (Air Foil) - используется для широкого спектра применения во многих отраслях промышленности, вентиляторы с полыми, аэродинамическими лопастями предназначены для использования в воздушных потоках, где требуется высокая эффективность и бесшумность работы. Они широко используются для непрерывной работы при повышенных температурах и температуре окружающей среды, в нагнетательных и вытяжных системах, в металлургии, химии, производстве электроэнергии,бумажной промышленности, изделиях из камня, стекольное производство, восстановление ресурсов, сжигания отходов и других отраслей промышленности по всему миру.

Обратно загнутые лопасти - эти вентиляторы имеют эффективность почти такую же как и крыло с аэродинамическим дизайном. Преимуществом является то, что их загнутые назад лопатки предотвращают возможность накопления пыли, частиц внутри лопасти. Прочная конструкция обеспечивает высокую скорость работы, и, следовательно, этот вентилятор часто используется в приложениях с высоким давлением.

Наклоненные назад лопасти - эти вентиляторы имеют простые плоские лопасти, наклоненные назад, чтобы соответствовать установленной скорости воздуха проходящего через колесо вентилятора для высокоэффективной работы. Такие вентиляторы, как правило, используется для работы с большим объемом чистого воздуха и при относительно низком давлении. Радиальные лопасти - плоские лопасти этого типа расположены радиально. Эти прочные вентиляторы обеспечивают высокое давление со средней эффективностью. Они часто оснащены эрозионностойкими направляющими, чтобы продлить срок службы ротора. Конструкция корпуса компактна, чтобы минимизировать потребность в рабочейплощади.

Загнутые вперед лопасти - это прочная конструкция используется для больших объемов расхода воздуха, когда давление является достаточно высоким и требуется стойкость к эрозии. Он работает на средней эффективности. Конструкция более компактна, чем вентилятор с крыльчаткой загнутой назад.

Гребное колесо - это открытая конструкция рабочего колеса без кожуха. Хотя эффективность не высока, этот вентилятор хорошо подходит для приложений с очень высокой запыленностью. Могут поставляться с заменяемыми лезвиями на лопатках из керамической плитки или карбида вольфрама. Этот вентилятор может также использоваться при высоких температурах.

Вперед изогнутые лопасти - это "беличья клетка", крыльчатка генерирует наибольший объемный расход (при заданной окружной скорости) из всех центробежных вентиляторов. Этот тип вентилятор обычно используется в высокотемпературных печах.

Центробежный вентилятор использует центробежную силу, вырабатываемую за счет вращения крыльчатки для того, чтобы увеличить давление воздуха / газа. Когда крыльчатка вентилятора вращается, газ рядом с крыльчаткой выбрасывается из-за центробежной силы, а затем двигается в кожух вентилятора. В результате давление газа в кожухе вентилятора увеличивается.

Затем газ направляется к выходу через канал. После того, как газ выбрасывается, давление газа в средней части рабочего колеса уменьшается.

Газ из крыльчатки движется для нормализации этого давления. Этот цикл повторяется, и поэтому газ может нагнетаться непрерывно.

Центробежный вентилятор в совокупности с входной коробкой, диффузором и направляющим аппаратом или с одним из этих элементов, которые принято называть присоединенными, составляет вентиляторную установку. Схема вентиляторной установки приведена на рис.1.7.

Рисунок 1.7 – Вентиляторная установка: 1 – диффузор; 2 – центробежный вентилятор; 3 – осевой направляющий аппарат; 4 – входная коробка

Проектирование центробежного вентилятора

Проектирование рабочих колес вентиляторов

Для проектирования выбираем программный пакет Ansys, поскольку он позволяет создавать и модели и проектировать конструктивные особенности.

Моделирование колеса с трехмерными лопатками (часто применяются для осевых вентиляторов), результаты расчета напряженно-деформированного состояния представлены на рисунках 2.1 - 2.15.

Рисунок 2.1 - Контурная схема трехмерной лопатки

Рисунок 2.2 - Построение обода колеса

Рисунок 2.3 - Поверхностная модель

Приведем основной код для создания колеса на встроенном языке пакета, считая, что для получения распределения напряжений достаточно создание одной лопатки.

K,3,0.2,0.6,0.15,

K,4,0.40,0.60,0.08,

K,5,0.40,0,0.12,

K,6,0.20,0,0.19,

L,1,2

L,4,5

LARC,1,5,6!две

точки дуги, точка

!центра, нижний радиус больше

LARC,2,4,3

FLST,2,1,5,ORDE,1 FITEM,2,7

VEXT,P51X, , ,0.4,0,0,,,,

!выдавливание колеса

vsbv, 1,2,,!подготовка основания лопасти под паз

!с упрощением технологии изготовления

!вставить колесо

FLST,2,4,4
FITEM,2,1	LARC, 30, 33,	31, 0.9
FITEM,2,4	LARC, 33, 34,	31,0.9
FITEM,2,2	LARC, 34, 32,	31,0.9
FITEM,2,3	LARC, 32, 30,	31,0.9
AL,P51X !создание площади	K,40,0,0,0,
	K,41,0,-0.8,0, ! центр
FLST,2,1,5,ORDE,1	K,42,0,-0.8,0.8,
FITEM,2,1	K,43,0,-0.8,-0.8,
VEXT,P51X, ,	K,44,0,-1.6,0
,0,0,0.006,,,,!выдавливание лопасти	LARC, 40, 43,	41, 0.8
на 0,004м	LARC, 43, 44,	41,0.8
	LARC, 44, 42,	41,0.8
!создание обода колеса	LARC, 42, 40,	41,0.8
K,20,0,0.1,0!
K,21,0,-0.8,0,	FLST,2,8,4
K,22,0,-0.8,0.9,	FITEM,2,12
K,23,0,-0.8,-0.9,	FITEM,2,6
K,24,0,-1.7,0,	FITEM,2,1
	FITEM,2,7
LARC,20,23,21,0.9	FITEM,2,8
LARC,23,24,21,0.9	FITEM,2,2
LARC,24,22,21,0.9	FITEM,2,11
LARC,22,20,21,0.9	FITEM,2,3
	AL,P51X
FLST,2,4,4
FITEM,2,16	FLST,2,1,5,ORDE,1
FITEM,2,13	FITEM,2,1
FITEM,2,14	VEXT,P51X, , ,0.4,0,0,,,,
FITEM,2,15
AL,P51X	FLST,2,2,6,ORDE,2
14	FITEM,2,1

Рисунок 2.4 -Конечно-элементная -твердотельная модель колеса

Рисунок 2.5 -Процесс закрепления колеса на оси

Рисунок 2.6 - Нагружение лопатки давлением

Рисунок 2.7 - Картина деформации колеса и лопатки

Рисунок 2.8 - Полосы деформации по оси Х

Рисунок 2.9 - Напряжения вдоль оси Х

Рисунок 2.10 - Напряжения вдоль оси Y

В работе отображена лопасть вентилятора с улучшеной конструкцией и измененной технологией создания. Расчет лопасти вентилятора на прочность происходил при помощи нагружения давлением, численное значение которого составило 580Па, нагружение осуществлялось на верхнюю область пластины. В процессе расчета на прочность вентиляционного устройства было установлено следующее допускаемое напряжение. В зоне контакта предельное допускаемое напряжение составило 580 кг/м², материал поддерживающего устройства Сталь 3, предельная прочность которого составляет 1600 кг/м². Запас прочности детали составляет: 580/1600=0,4 кг/см², что удовлетворяет условиям эксплуатации вентиляторнойустановки.

Для аналогичных условий проверим упрощенный тип двумерных лопаток радиальной конструкции, которые чаще всего используются для центробежных вентиляторов, которые используются на установке шахты.

Для системы классичесского центробежного вентилятора (рисунки 2.11- 2.15) проведено моделирование конструктивной схемы с закрытыми с двух и одной стороны лопастями радиального профиля и полученна возможность изменения размеров и условий работы вентилятора, а также полученны напряжения в лопастях. Также как и в первом случае показанна достаточная прочность лопастей.

Рисунок 2.11 - Поверхностная модель

Рисунок 2.12 - Процесс закрепления по оси

Рисунок 2.13 - Расчетная схема решения

Рисунок 2.14 - Напряжения вдоль оси Х для колеса с односторонними щеками лопаток

Рисунок 2.15 - Напряжения вдоль оси Y для колеса с односторонними щеками лопаток

Анализ результатов расчета показал, что применение двумерных радиальных лопаток лопаток проще и технологичнее их изготовление, более проста методика расчета, проектирование и моделирование колеса с двумерными лопатками. Последнее важно тем, что упорощается обслуживание вентилятора, так как на шахте возможна проверка различных режимов работы в том числе и ремонт лопаток и других его узлов. На первом этапе эти расчеты можно использовать при производстве ремонта вентилятора и в случае его быстрого запуска.

Работа сциклом

Для предварительной оценки прочности и эффективности работы вентилятора достаточно смоделировать одну лопатку. Однако в зависимости от шага расстановки лопаток напряженно-деформированное состояние отдельных деталей может измениться. И, наконец, для определение эффективного профиля лопаток следует рассмотреть их взаимодействие. Для построения множества повторяющихся деталей рассмотрена программная конструкция цикла имеющего места в основных языках программирования и состояшего из начала цикла, здесь*do, где задаются имя повторяющейся переменной, начальное и конечное значение координат, шаг установки.

В теле цикла могут быть операторы выполняющие построение объекта (в данном случае точки, преобразующиеся в линии, затем площади, а затем объемы). Обычно для этого используются выражения выполняющие расчет координат, определение номеров точек или линий и т.п. При этом для перехода к следующему объекту используется увеличение номера переменной цикла, в данном случае i. Оператор конца цикла *enddo сравнивает текущее значение переменной с установленным в начале цикла последним номером и при его достижении прекращает работу цикла (перстает передавать управление на начало цикла) и программа выполняется далее. В результате цикла построено полное колесо с множеством лопаток, построения приведены на рисунках 2.16- 2.17.

! цикл запускается много раз из-за того что надо правильно !!разместить точки соединения, смещая на 1 i+1 и.т.д

i=0

*do,ival,0,360,45 ! цикл по ival!перем, 1знач,посл,шаг iv=ival*3.14/180 ! перевести в радианы K,300+i*5000,r2*sin(iv),r2*cos(iv)-r21, K,301+i*5000,r2*sin(iv),r2*cos(iv)-r21,-0.4 K,400+i*5000,r21*sin(iv),-(r21-r21*cos(iv)), K,401+i*5000,r21*sin(iv),-(r21-r21*cos(iv)),-0.4 K,600+i*5000,0.5*r21*cos(iv),-0.5*r21*sin(iv)-r21, K,601+i*5000,0.5*r21*cos(iv),-0.5*r21*sin(iv)-r21,-0.4 i=i+1 ! цикл поi

*enddo i=0

*do,ival,0,360,45 ! цикл по ival

!перем, 1знач,посл,шаг iv=ival*3.14/180 ! перевести врадианы

! построение дугообразных линий лопаток larc,400+i*5000,300+(i+1)*5000,600+i*5000,r larc,401+i*5000,301+(i+1)*5000,600+i*5000,r

! дальние точки

l, 300+i*5000,301+i*5000 l, 400+i*5000,401+i*5000

i=i+1 ! циклпоi

*enddo

Рисунок 2.16 – Построение лопастей с циклом

Рисунок 2.17 – Построение сетки лопастей

Проектирование движения воздуха в пространстве междулопаток

Если линейная скорость отверстия для проникновения воздуха равна vп, то ориентировочно можно считать, что она пропорциональна скорости с которым начинает движение поток Vло в полости образованной лопатками и боковыми ободами колеса вентилятора или ободами - разделителями потока

Vло=К*vп (3.4)

Поэтому можно дать оценку параметров скорости потока в зависимости от профиля и расположения лопаток. Иначе говоря, моделируя в рамках одной программы различный профиль можно получить тот, который способствует максимальному увеличению скорости потоков. В самом же вентиляторе имеется аппаратура которая позволяет зафиксировать реальные параметры потока. Изготовив 2-3 профиля и проведя испытания вентилятора можно добиться существенного улучшения его характеристик. При этом в рамках программ автопроектирования для каждого случая будут известны моменты инерции и другие динамические параметры движения колеса с перераспределениями его масс, которые необходимы для обеспечения устойчивой работыдвигателя.

Проектирование состоит из геометрического и параметрического построения.

Геометрическое построение производится путем построения точек и соединением их дугами и линиями и созданием конечной зоны.

Процесс геометрического построения показан на рисунках 3.1-3.3

Рисунок 3.1 - Проектирование точек и линий

Рисунок 3.2 - Генерация площади

Рисунок 3.3 - Удаление лишних линий

После построения зоны переходим к созданию сетки. Процесс создания сетки показан на рисунках 3.4-3.6.

Рисунок 3.4 - Задание параметров сетки

Рисунок 3.5 - Разбиение линий

Рисунок 3.6 - Генерация сетки

Следующим пунктом задаем граничные условия путем задания скорости на левой границе, нулевой скорости на стенках и атмосферным давлением на выходе.

Рисунок 3.7 - Задание граничных условий Необходимо задать параметры среды для воздуха из стандартной библиотеки.

Рисунок 3.8 - Задание свойств среды

Рисунок 3.9 - Выполнение решения

Рисунок 3.10 - Результат решения

Приведем основной код для создания этой задачинавстроенном языке пакета.

FITEM,2,6 FITEM,2,5 FITEM,2,8 A,P51X GPLOT

!Удаление лишних линий

LDELE, 3

LDELE, 4

!Задание параметров сетки MOPT,AMESH,DEFA MOPT,QMESH,DEFA MOPT,VMESH,DEFA MOPT,TIMP,1 MOPT,PYRA,ON MOPT,AORD,0 MOPT,SPLIT,1 MSHKEY,1

MSHMID,2 MSHPATTERN,0 KEYW,ACCEPT,0 MSHAPE,0,2D MSHAPE,0,3D

LESIZE,ALL, , ,30,2,1, , ,1, !Разбивка

линий для управления сеткой

!Генерация сетки CM,_Y,AREA ASEL, ,,, 1 CM,_Y1,AREA CHKMSH,'AREA' CMSEL,S,_Y AMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2

!Добавление команды nsl

*ABBR,nsl,nsll,,1

!Задание граничных условий: вдоль лопастей скорость потока 0, на входе 80, приложенная нормально к линии входа, на выходе атмосфеное давление

LSEL,S,, , 6 FLST,5,31,1,ORDE,4 FITEM,5,1 FITEM,5,62 FITEM,5,92 FITEM,5,-120 CM,_Y,NODE NSEL,R, , ,P51X CM,_Y1,NODE CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y D,_Y1,VX,30.64 D,_Y1,VY,73.9 CMDELE,_Y1 ALLSEL,ALL

! LPLOT FLST,5,3,4,ORDE,3 FITEM,5,1 FITEM,5,-2 FITEM,5,5

LSEL,S, , ,P51X

nsll,,1

! NPLOT FLST,5,91,1,ORDE,2 FITEM,5,1

FITEM,5,-91 CM,_Y,NODE NSEL,R, , ,P51X CM,_Y1,NODE CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y D,_Y1,VX,0 D,_Y1,VY,0 CMDELE,_Y1 NSLL,S ALLSEL,ALL LSEL,S,, , 1

nsll,,1 FLST,5,31,1,ORDE,3 FITEM,5,2 FITEM,5,32 FITEM,5,-61

Рассмотрены особенности методики проектирования рабочего колеса вентилятора установки главного проветривания, с применением лопаток сложной и радиальной формой. Анализ показал что применение двумерных радиальных лопаток проще и технологичнее их изготовление, проще и методика их моделирования и проектирования. Последнее важно для упорощения обслуживания вентилятора, позволит проверку различных режимов работы, в том числе и ремонт лопаток и других его узлов и в частности при аварийныхситуациях.

На первом этапе эти расчеты можно использовать при производстве ремонта вентилятора при необходимости его быстрого запуска. При этом можно получить напряженное состояние и оценить прочностные параметры его основных деталей

Рассмотрена методика оптимизации потока выходящего из вентилятора, для чего разработана упрощенная модель движения воздуха в пространстве между лопатками. Это позволит с учетом возможности экспериментальных работ и замеров параметров реального потока улучшить функциональные и прочностные условия работы вентилятора, существенно уменьшив количество опытных образцов лопаток дляиспытаний.

Модель позволяет задавать любые размеры основных деталей колеса, включая и лопатки, изменять их форму, рассматривая разные варианты вентилятора.

Список использованной литературы

1. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 336 c.: ил..

2. Кондаков А.И. САПР технологических процессов. – М.: М.: Издательский центр «Академия»,2007. – 272с

3. М.В. Головицына Основы САПР, INTUIN.ru, ISBN: 978-5-94774-847-5, Электронный учебник

4. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). – СПб.: Питер, 2004. – 560 с.

5. Нургужин М.Р., Даненова Г. Т. Инженерные расчёты в ANSYS: сборник примеров, Караганда 2006 319 с.

6. Пивень Г.Г., Климов Ю.И. Имитационное моделирование гидромеханических систем (математические модели): учеб.пособие / КарГТУ. – Караганда, 2004. – 106 с.

9. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / Под общей редакцией Д.Г. Красковского. – М.: КомпьютерПресс, 2002. – 224 с.

10. Климов Ю.И., Айдарханов А.М. Моделирование гидромеханических систем технологических машин: Учеб.пособие. – Караганда: КарГТУ, 2002. – 86 с.

11. Бейсембаев К.М., Шащянова М.Б. Основы системного анализа в базах данных.Караганды, Болашак-Баспа, 2008, 208 с.

12. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С. Практические аспекты разработки промышленных информационных систем.Караганда 2009, изд-во КарГТУ, 207 с.

13. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С., Шманов М.Н. Геомеханические основы разработки угля в нестационарных системах.Караганда 2009, изд-во КарГТУ, 207 с.

14. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика / Москва, «Высшая школа», 2007, 199с.

Код для цитирования: Скопировать