2015年1月，第1期ENEＲGYCONSEＲVATIONTECHNOLOGYJanuary.2015，No.1MVＲ蒸汽离心风机变工况流场数值模拟研究陆凯杰，赵越，杨罡，张琳，杜明照(常州大学机械工程学院，江苏常州213016)摘要:为了探究MVＲ蒸汽离心风机在变工况时的运行性能，采用Fluetn软件，选用ＲNGk－ε湍流模型，对MVＲ蒸汽离心风机进行了数值模拟研究，研究了风机变工况流量为3．6t/h、7．2t/h、10．8t/h、15t/h、21．6t/h、25．22t/h的内部流场流动规律。研究结果表明:当风机进口流量降至7．2t/h，气流在叶道内将产生边界层分离，风机发生旋转失速现象，风机效率将急剧降至56．4%;当流量继续降低至3．6t/h，风机将发生喘振现象，风机的效率将急剧降低至35．6%;当风机进口流量达到25．22t/h，风机不会发生边界层分离，但随着流量的增加，叶片气流速度会增加，流动损失增大，风机的效率降至59．3%。因此，MVＲ蒸汽离心风机在变流量工况运行时，效率将下降，在小流量工况下边界层分离是风机发生喘振现象的根本原因。中图分类号:TH432文献标识码:A文章编号:1002－6339(2015)01－0062－04NumericalSimulationofFlowFieldforMVＲSteamCentrifugalFanunderVariableFlowLUKai－jie，ZHAOYue，YANGGang，ZHANGLin，DUMing－zhao(SchoolofMechanicalEngineering，ChangzhouUniversity，ChangzhouAbstract:InordertoexploretheoperatingperformanceofMVＲsteamcentrifugalfanundervariableflowconditions．FluentsoftwareandＲNGk－εturbulentmodelwasusedtosimulatetheflowfieldofMVＲsteamcentrifugalfanwhentheflowrateis3．6、7．2、10．8、15、21．6、25．22t/hrespectively．Theresultsshowsthatwhentheinletflowratedropto7．2t/h，theboundarylayerseparationandfanrotatingstallphenomenonoccurs，theefficiencyofthefandramaticallyreducesto56．4%．Whentheflowratecontin-uetoreduceto3．6t/h，fansurgephenomenonoccurs，theefficiencyofthefandramaticallyreducesto35．6%．Whentheinletflowratereachesto25．22t/h，theboundarylayerseparationdoesnotoccur，buttheflowlossincreaseswithincreaseofflowrateandthevelocitythroughtheblades，theefficiencyofthefanwouldbeaslowas59．3%，MVＲsteamcentrifugalfanrunsundervariableflowconditions，theefficiencywilldrop．Boundarylayerseparationunderlowflowconditionsisthefundamentalreasonthatthefansurgeoccurs．Keywords:mechanicalvaporrecompression;centrifugalfan;numericalsimulation;efficiency;收稿日期2014－05－10修订稿日期2014－06－21基金项目:江苏省科技厅计划项目(BY2012102);江苏省环保厅计划项目(2012003)。作者简介:陆凯杰(1990～)，男，硕士研究生，研究方向为流体工程技术及应用。·62·以蒸发负荷为15t/h的MVＲ蒸发节能系统为工程设计案例［11］，从蒸发器出来的蒸汽进入MVＲ蒸汽离心风机的二次蒸汽温度为70℃，要求风机压缩后蒸汽出口温度为78℃，以提供蒸发器物料继续蒸发的热源。离心风机的工艺设计参数及结果如表1所示。0前言针对阿斯巴甜工业生产过程中高含盐有机废水，采用传统的多效蒸发技术浓缩过程中蒸汽消耗大、能耗高的问题，提出了机械蒸汽再压缩(MVＲ)蒸发节能技术新工艺，利用离心风机将蒸发过程中产生的二次蒸汽进行压缩，提高其热焓作为蒸发器废水蒸发浓缩的热源，可以节约生蒸汽，降低能耗，节能节水效果非常显著［1－2］。同时作为一种高效节能的蒸发技术越来越被人关注。国外MVＲ技术的研究开展早且研究深入，特别在海水脱盐方面已经得到广泛应用［3－4］。国内MVＲ研究起步较晚，发展也比较缓慢，而蒸汽离心风机作为MVＲ系统中的关键核心设备，其高效运行对整个MVＲ系统的节能起着非常重要的作用。离心风机广泛应用于国民生产的各个领域，李红星等［5］阐述了离心风机在燃煤电厂烟气脱硫工艺节能改造中的应用，相比罗茨鼓风机可以实现节能、减少噪声。陈阶亮等［6］将罗茨风机与离心风机在污泥焚烧循环流化床中的应用进行了对比分析，相比之下，离心风机出口风量波动大，供风量与压力波动呈反向关系。因...