手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
隨著目前循環(huán)流化床發(fā)電機組的廣泛應(yīng)用，機組容量越來越大，其配套用離心風機逐步向高壓頭、大流量和高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展，大型小比轉(zhuǎn)速雙吸雙支撐離心工業(yè)風機的應(yīng)用越來越廣泛。由于此類風機轉(zhuǎn)速較高，作為風機核心部件的葉輪在設(shè)計過程中將會遇到強度和剛度兩個方面的考驗。利用有限元分析對葉輪進行強度和剛度方面的分析，可以綜合分析評估葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，對葉輪設(shè)計具有重要的意義。
國電小龍?zhí)栋l(fā)電廠2x300MW機組一次風機，風機型號RJ20-DW2770F，葉輪直徑2770mm，為雙吸雙支撐結(jié)構(gòu)，風量279288m/h，壓力30200Pa，風機的工作轉(zhuǎn)速1480r/min，配用YKK800-42800kW電機。風機葉輪葉片采用一段直線加一段圓弧的結(jié)構(gòu)形式，葉片數(shù)為20；葉輪輪蓋為平板輪蓋加鍛件進口圈的結(jié)構(gòu)形式；葉輪輪盤采用鍛件輻板加鋸齒中盤的結(jié)構(gòu)形式。這臺風機轉(zhuǎn)速較高，葉輪直徑較大，葉輪外緣線速度達215m/s，設(shè)計難度較大，采用基本的工程計算法無法選到滿足風機安全運行的材料，現(xiàn)采用三維實體有限元計算方法(考慮的載荷為離心力，對該葉輪的強度和剛度進行分析計算。采用Solidworks進行實體造型(見圖)，Solid45劃分網(wǎng)格(見圖)，Simulation軟件進行有限元分析，其中，彈性模量取206 GPa，泊松比取0.3，密度取7850kg/m，固定葉輪輻板內(nèi)孔及端面后加載離心力。
由風機葉輪三維模型可以看出，風機的葉輪是由輪蓋、中盤和葉片三部分焊接而成的。初步設(shè)計是輪蓋選用14mm厚材料，中盤選用25mm厚材料，葉片選用14mm厚的板材，按工下，最大應(yīng)力集中在輪蓋進口和葉片進口交界處，最大應(yīng)力值達到353MPa。大應(yīng)力區(qū)位于輪蓋進口區(qū)域，且范圍較大，應(yīng)力值達到320MPa。由圖3可以看出風機葉輪在工作轉(zhuǎn)速條件下，最大變形位于葉片出口與輪蓋外圓交界處，最大變形量達到1.18mm，最大變形區(qū)域為整個輪蓋，變形量約為1mm，作轉(zhuǎn)速1480r/min及超工作轉(zhuǎn)速1657.6r/min(大小為工作轉(zhuǎn)速的112%)條件進行分析計算，計算結(jié)果輸出見圖。
由圖可以看出風機葉輪在超工作轉(zhuǎn)速條件下，最大應(yīng)力集中在輪蓋進口和葉片進口交界處，最大應(yīng)力值達到449MPa。大應(yīng)力區(qū)位于輪蓋進口區(qū)域，且范圍較大，應(yīng)力值達到410MPa。由圖5可以看出風機葉輪在超工作轉(zhuǎn)速條件下，最大變形位于葉片出口與輪蓋外圓交界處，最大變形量達到1.51mm，最大變形區(qū)域為整個輪蓋，變形量約為1.2mm。
在葉輪輪蓋進口處加一個高度為100mm，寬度為120mm的進口圈。進口圈通過鍛造而成，經(jīng)過機加工開坡口后與輪蓋焊接，合并成下，最大應(yīng)力集中在葉片進口處，最大應(yīng)力值達到316MPa，大應(yīng)力區(qū)位于葉片進口與輪蓋交界處，只在葉片根部小區(qū)域范圍內(nèi)，應(yīng)力值達到290MPa，應(yīng)力的大小及分布區(qū)域與初步方案相比有明顯改善。由圖可以看出風機葉輪在工作轉(zhuǎn)速條件下，最大變形位于葉片出口與輪蓋外圓交界處，最大變形量達到0.97mm，最大變形區(qū)域為輪蓋的外圈，變形量約為0.9mm，變形量的大小及分布區(qū)域與初步方案相比有所改良。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│CAE分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.hwjj.net，轉(zhuǎn)載請注明出處和相關(guān)鏈接！