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    高溫羅茨鼓風機設計方案

  • 發布日期:2016-07-20
  • 摘要:高溫羅茨鼓風機主要設計要求

    高溫羅茨鼓風機主要設計要求

    1 主要設計技術參數

    熱傳遞示意圖

    2 滿足設計條件的高溫風機的主要技術參數

    2 高溫羅茨鼓風機設計技術要點


    為了詳細論述高溫風機的技術要點,附主機結構示意圖1如下

     

    1.隔熱結構的設計和隔熱材料的選取
    為降低高溫氣體對鼓風機潤滑傳動的影響,需在結構設計上考慮隔熱措施。在風機兩端的隔板上增加側板,并在側板與隔板之間增加隔熱層——導熱系數較低的隔熱墊片[4-5] ,有效地降低機腔向兩端的熱傳遞。同時,在墻板與隔板之間也采用隔熱墊片,降低隔板向墻板的熱傳遞。這種隔熱結構和隔熱材料的選取,有利于減少氣體熱量向機械傳動部位的熱傳導。


    2.高溫氣體的密封
    高溫氣體的密封采用雙端面機械密封[6-7] ,不但密封性好,符合介質對密封性能的要求,而且循環流動的機封封液可以帶走部分通過隔板的導熱和自身產生的熱量,使風機軸承、齒輪等需要低溫運行的傳動部位處于良好的工作狀態。對于密封材料除應考慮介質適宜性,還要考慮高溫的適應性。該機封采用了耐腐蝕、耐高溫的金屬材料[8]和全氟醚材料O形圈。


    3.輔助降溫措施
    理論上,即使再好的隔熱材料也達不到絕熱效果,熱傳遞是必然存在的,在高溫的影響下,部分熱量會通過氣腔與轉子源源不斷地向機封、墻板、軸承、油箱及齒輪傳遞。為了保證風機可靠運轉,鼓風機兩側的墻板由常規的封閉式結構改為開放式結構,依靠空氣對流進一步降低墻板溫度和軸溫。主、副油箱采用加強型水冷夾套結構,充分換熱,以降低潤滑油的溫度[9] 。


    4.高溫材料及耐高溫零部件的選擇
    高溫氣體過流主要部件的材料采用高性能球墨鑄鐵,O形密封圈采用全氟醚材料,零部件的表面涂裝采用耐高溫涂料。其它零部件如油封、軸承及潤滑油等的選擇均考慮了溫度適應性。


    5.零部件配合與葉輪各部間隙
    鼓風機零部件的配合尺寸應考慮溫度的影響。風機的機殼間隙、葉輪間隙、墻板間隙及齒輪游隙等在羅茨鼓風機的設計制造中為重要設計點,羅茨鼓風機高溫用途時與常溫用途比較,零部件的溫度場區別較大,對各部間隙設計的影響也較大。


    高溫羅茨鼓風機相關的設計計算:


    根據高溫羅茨的結構特點,需對高溫鼓風機關鍵零件進行溫度梯度計算、強度校核及對間隙進行計算,才能確保羅茨鼓風機在高溫用途時使用安全可靠。


    1 溫度梯度的計算[10]
    根據熱平衡原理,簡化熱傳遞模型。高溫風機在穩定狀態下,按一維穩態導熱,溫度從機腔—側板墊—隔板—隔板墊—墻板—潤滑油,形成不同的溫度梯度,見圖2。

    根據熱傳遞理論,機腔—側板墊的傳熱為強迫對流換熱,墻板—潤滑油的傳熱為自然對流換熱,中間各壁面間均為固體熱傳導。由此可列出一組換熱方程如下:
    Q=α1×A1×(Tf1-TW1)=K1×(Tf1-TW1) (1)
    Q=λ1/δ1×A2×(TW1 -TW2)=K2×(TW1-TW2) (2)
    Q=λ2/δ2×A3×(TW2 -TW3)=K3×(TW2-TW3) (3)
    Q=λ3/δ3×A4×( TW3 -TW4 ) =K4×( TW3-TW4) (4)
    Q=λ4/δ4×A5×(TW4 -TW5)=K5×(T W4-TW5) (5)
    Q=α2×A6×(TW5-Tf2)=K6×(TW5-Tf2) (6)
    式中:A1~A6和δ1~δ6可以根據風機的結構尺寸進行計算得到,λ1~λ4是物性,可以依次查出。又已知機腔內的溫度Tf1=(200+260)/2=230℃,潤滑油的溫度Tf2按照90℃設計,并假設與潤滑油接觸的壁面溫度TW5為某一數據TW5*。根據強迫對流換熱,計算出α1,并根據自然對流換熱,計算出α2,可依次計算出各部位的換熱系數K1~K6溫度,解方程,求出換熱量Q=(T1-T2)/(1/K1+1/K2+1/K3+1/K4+1/K5+1/K6),從而可依次計算出各壁面溫度TW1~TW5。經過循環復核,直至TW5=TW5*。

    2 高溫羅茨風機的轉子強度、軸承壽命和間隙計算[2,11-12]
    根據材料力學基礎,對風機轉子進行彎矩和扭矩強度校核,并對軸承的疲勞壽命進行核算,以保證風機整體的使用壽命。
    羅茨鼓風機的兩個轉子在運轉中必須留有一個微小的間隙,以保證正常運行。由于高溫風機的溫度因素勢必造成機腔內各部位零部件超常膨脹,各部位間隙的設計計算成了風機正常運行的關鍵。根據各零部件的溫度,結合理論與試驗數據,比較準確地計算轉子間隙、墻板間隙和機殼間隙,既要保證各部位膨脹后不擦碰,又要保證流量這一基本性能參數的要求。

     

    羅茨風機日常保養 http://www.massage77.com/news/Industry-News/56.html

    羅茨鼓風機安裝和使用注意事項 http://www.massage77.com/news/faq/58.html


    標簽: 羅茨鼓風機廠家(90)
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