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高速电梯气动特性研究及其优化

高速电梯气动特性研究及其优化

点击数:7227 次   录入时间:03-04 11:51:34   整理:http://www.55dianzi.com   电梯

  (1)从电梯轿厢受到的阻力情况来看,椭圆形导流罩方案的整体所受阻力较抛物线形要小。从导流罩高度的角度比较来看,三种形式的导流罩均是1.4m高导流罩受力最小,1.0m的导流罩方案次之,0.6m的导流罩方案所受阻力最大,

  即随着导流罩高度的增加,轿厢受到的阻力呈下降趋势。从受力大小来看,总阻力在100N以下的共有5个方案,分别为方案AⅡ、AⅢ、BⅠ、BⅡ和BⅢ。其中方案AⅢ、BⅡ和BⅢ的总阻力更是降到80N以下,分别为77.66N、77.64N和72.21N,相较于电梯原型的总阻力479.4N来说,减阻效果非常好。

  (2)从绕流过电梯轿厢的流体速度来看,椭圆形导流罩的方案要优于其它两种方案。可将流场内的最大速率值作为对流场评价一个参考指标,表3为电梯原型及各优化方案在y=0m截面上的最大速度值。


  由于整个流场内的最大速度存在于流体由轿厢顶部刚刚进入电梯轿厢与竖井壁间的狭缝处的区域,所以最大速度值可以很大程度反映出轿厢顶部导流罩气动特性是否合理。由表3不难看出,椭圆形导流罩方案的轿厢周围流体最大速度值最低,而且方案BⅡ和BⅢ的y=0m截面最大速度甚至降至15m/s左右,而气流在电梯轿厢与竖井壁之间的狭缝内的平均速度为14.0m/s。因此可以认为方案BⅡ和BⅢ的轿厢顶部的导流罩设计方案在降低整个流场的最大速度值方面是非常成功的。根据Mitsubishi公司针对12.5m/s的高速电梯气动噪声的研究结论[5]:高速非定常气流引起的气动噪声的大小与绕过电梯表面的气流速度的5次方到6次方成正比。基于这一结论可以认为方案BⅡ和BⅢ在气动噪声方面也要优于其它方案。

  (3)从轿厢尾部的气流分布来看,各方案较电梯原型均有改善,但方案AⅠ和BⅠ的轿厢尾部导流罩附近仍有涡流区域。方案AⅡ、AⅢ、BⅡ和BⅢ均不再有明显涡流区存在因此这些方案的底部导流罩在减小由于尾部涡流引起的振动方面以及减小电梯轿厢所受到的阻力方面都是成功的。

  4 结论

  (1)通过对电梯轿厢原型的模拟发现其存在严重的气动缺陷,主要表现为轿厢受到的空气阻力过大,轿厢尾部存在严重的涡流。通过对模拟结果分析发现造成该现象的主要原因并非电梯井道截面积不够,而是气流流经电梯顶部和底部时受到太大的局部阻力。因此在轿厢顶部和底部加装导流罩是解决该问题的一个较好途径。

  (2)通过对优化方案模拟计算和对模拟结果的比较,发现加装导流罩是解决电梯轿厢阻力、消除轿厢尾部涡流、减小气动噪声等方面的问题的一个较好的途径。特别是1.0m和1.4m高的椭圆型导流罩方案在轿厢的气动特性的优化上效果更加突出。

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