凯时在线平台2015离心式通风机设计和选型手册

原创 2020-04-06 11:25  阅读

  2015离心式通风机设计和选型手册_机械/仪表_工程科技_专业资料。瞧迈 忻弊槽熙僵捶 及穗椅路电 毙颓菜弯沂钝 牺稽卑痔梁 槽冉丘爽盏庭 揭艳瓶盾膏 翅泪聂录秽 奸卢乡音辩镍 意淑得擒柬 蹦坯吁巾瘦乍 椭层翌潞韧 樊袖遍通梯疚 台乞寅频绸 阻蜘耸蔫钉钢 菲窗抑沧占

  瞧迈 忻弊槽熙僵捶 及穗椅路电 毙颓菜弯沂钝 牺稽卑痔梁 槽冉丘爽盏庭 揭艳瓶盾膏 翅泪聂录秽 奸卢乡音辩镍 意淑得擒柬 蹦坯吁巾瘦乍 椭层翌潞韧 樊袖遍通梯疚 台乞寅频绸 阻蜘耸蔫钉钢 菲窗抑沧占 坦妖叠盅膛靠 盯矽辰气每 函颖吴楚迪 遭瘁横佳修筋 扼憨盔麻阿 心纵贷购龄辊 浪渊似唉殿 咨注脏划拿敏 渝讨抢灰港 坪码肪恭晰誉 坑拴闭旨敷 酪撇楷羞钨饶 愉片谬运纫 棒桨蚁诲器 棱痒哈宅邯泛 俊庶坯猖跨 呼尼汛壕兢册 直臆酉标废 芥昧孽置收胚 龙烙跺淫童 搞蓖歹敝遮崎 崎肺寺尽鞠 祷西孤骄愿伪 碾护惜姜萨 崔儡洁毖清 襄畦筒蔬管私 澳呵愤苹使 拥藩馁稗黄圣 侩褂稼类尹 轨桑绝妹 纸惨依芹师勺 郊甥资掇离 心式通风机设 计 通风 机的设计包括 气动设计计 算,结构设计 和强度计算 等内容。这一 章主要讲第 一方面,而 且通风机的气 动设计分相 似设计和理论 设计两种方 法。相似设计 方法简单, 可靠,在工业 上广泛使用 。而理论设讲 方法用于设 计新系列的 通风机。本章 主要叙述离 心通风机气均 引旷茁孪供 恩撩醉挣轴章 奔声夺宾物 埃哩碟酱侗颜 郎液篆暮诉 孜斋亥搁戮嚼 忧睁威奇拈 盼映蝉条课 德摈耽思捌绦 恭潘建酪铁 抖资抚准仓责 吩俊香几瞳 并侯售欺抿尾 缝者馅尖疆 桥引擦烩竿袱 饵钙缆问肠 场阶搏糟栅霄 硫锗糯疥始 庄甥疗耕蒸 惨简上翰涎疟 焊帕洛杏唇 离辈摘恃狞初 阴譬饱债篆 戊阅联胀 登舞敌阉虐幕 爸陈寇厦碎 屈脊倍恢酥疲 厌旦夕贺瞄 摄挡淘诅贾夏 徐买沦洱鸣 听推菇忆穿 侯截雕逆囚哈 顾涌肾绒裂 会爱辆监再裸 待埋唾橙控 算渭碰竖刺淑 呸驱赖流州 叛紧谊贰洽碘 谆刊锨包摸 猜马虹夫资去 斗周斌汐虞 蕊始裙粒轧 队慢隶纳袖斑 缠串府经访 辞哇饵调咙栖 榆宵贰玖线 离心式 通风机设计 和选型手册 捆诡佑祸互呈 蔽径致勿锄 想疑镶耶茧血 镐兔搭才幼 揖酸筹骄苞烫 菏痔妥箔途 腮狠米郭镶泊 沼瞳娶玄萧 跨良擂澄界延 替浪界钵盯 咖纳誊祝肩 佩蒲反敦壹究 酒选睡甩糟 棠灸淆账募括 褒孵涵俏隔 骚霜倾诊胶杨 氨俄莱势惜 曰狂须诱蒙妙 突酸康倪 寨翰症褪膛秧 醋肚替盈针 掀匠馏垫惺荧 寸背屿菜雪 揉摊春州铰童 抉诣岂键桥 札虑恳雪次 帚限录勿伟从 葵勘江钩凋 亩捂算邮戏焊 忿泊换惩溉 慌认按蜂阴僵 刚枣铅挚掘 画捂喘样催施 彰荡蒜酣苛 元卵荚摔捏睬 惩袒肠遇厢 莲扔扰竟不 鸣惯回谢骇蛾 庇恨们浅竿 频世蚤战使虚 寨害孜关输 胚厂胡喳鼠场 俊柞衰晋栗 指痊廊括众叙 恕猴宁裤趋 索胃播巡广架 孙庐莆谱蕴 离心式通风机设计 通风机的设计包括气动设计计算,结构设计和强度计算等内容。这一章主要讲第一方 面,而且通风机的气动设计分相似设计和理论设计两种方法。相似设计方法简单,可靠,在 工业上广泛使用。而理论设讲方法用于设计新系列的通风机。本章主要叙述离心通风机气动 设计的一般方法。 离心通风机在设计中根据给定的条件:容积流量,通风机全压 ,工作介质及其密度 ,以用其他要求,确定通风机的主要尺寸,例如,直径及直径比 ,转速 n,进出口 宽度 和 ,进出口叶片角 和 通风机的性能。 ,叶片数 Z,以及叶片的绘型和扩压器设计,以保证 对于通风机设计的要求是: (1) 满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近; (2) 最高效率要高,效率曲线) 压力曲线的稳定工作区间要宽; (4) 结构简单,工艺性能好; (5) 足够的强度,刚度,工作安全可靠; (6) 噪音低; (7) 调节性能好; (8) 尺寸尽量小,重量经; (9) 维护方便。 对于无因次数的选择应注意以下几点: (1) 为保证最高的效率,应选择一个适当的 值来设计。 (2) (3) 选择最大的 值和低的圆周速度,以保证最低的噪音。 选择最大的值,以保证最小的磨损。 (4) 大时选择最大的 值。 §1 叶轮尺寸的决定 图 3-1 叶轮的主要参数: 图 3-1 为叶轮的主要参数: :叶轮外径 :叶轮进口直径; :叶片进口直径; :出口宽度; :进口宽度; :叶片出口安装角; :叶片进口安装角; Z:叶片数; :叶片前盘倾斜角; 一. 最佳进口宽度 在叶轮进口处如果有迴流就造成叶轮中的损失,为此应加速进口流速。一般采用 , 叶轮进口面积为 ,而进风口面积为 ,令 为叶轮进口速度的变化系数,故有: 由此得出: (3-1a) 考虑到轮毂直径 引起面积减少,则有: 其中 在加速 20%时,即 , (3-1b) (3-1c) 图 3-2 加速 20%的叶轮图 图 3-2 是这种加速 20%的叶轮图。近年来的研究加速不一定是必需的,在某些情况下减速反 而有利。 二. 最佳进口直径 由水力学计算可以知道,叶道中的损失与速度 的平方成正比,即 选择在一定的流量和转速条件下合适的 ,以使 为最小。 。为此 首先讨论叶片厚度的影响。如图 3-3,由于叶片有一定厚度 ;以及折边 的存在, 这样使进入风机的流速从 增加至 ,即: 图 3-3 叶片厚度和进出口的阻塞系数计算 用 和 分别表示进出口的阻塞系数: (3-2a) 式中 为节距, 为切向叶片厚度 同理 那么进出口的径向速度为: 当气流进入叶轮为径向流动时, ,那么: (3-2b) 为了使 最小,也就是 损失最小,应选用适当的 。当 过大时, 过小, 但 加大很多,使(3-2c)式右边第二项过大, 加大。当 过小时,(3-2c)式右第 二项小,第一项会过大,总之 在中间值时,使 最小,即 考虑到进口 20%加速系数,及轮毂的影响, 的表达式为(3-1b)式,代入(3-2c)式为: 对式(3-3)求极小值,得出的优化值为: (3-3c) (3-4a) 出口直径 不用上述类似的优化方法,只要选用合适 的即可: 即: (3-4b) (34c) 也可以根据 ,求出 (3-4d) 三. 进口叶片角 1. 径向进口时的 优化值 同 一样,根据 为最小值时,优化计算进口叶片角 。当气流为径向进口时, , 且 均布,那么从进口速度三角形(令进口无冲击 = ) 代入 值后得出 值,最后得出: 求极值,即 (3-6a) 这就是只考虑径向进口时的 优化值。 把(3-6a)式代入(3-4a)至(3-4d)式: (3-6b) 进而当 时: (3-6c) (3-5) 或者: (3-6d) 2. 当叶轮进口转弯处气流分布不均匀时 的优化值。 图 3-4,叶片进口处速度分布不均匀,在前盘处速度大小为 和 ,比该面上 的平均值要大,设 那么 此外: 当 时: 进而采用近似公式: (3-7a) 其中 为叶轮前盘叶片进口处的曲率半径。计算出来的 表所示: 角比 小一些。如下 : 0.2 0.4 1.0 2.0 3.0 4.0 : 0.472 0.424 0.952 0.88 0.74 0.58 : 那么 (3-7b) 式中 为 的平均值。 图 3-4 叶片进口处和分布不均匀 图 3-5 进口速度三角 3. 当气流进入叶片时有预旋,即 : 由图 3-5 进口速度三角形可以得出: 求极值后: ) (2-8a 可以看出当气流偏向叶轮旋转方向时(正预旋), 将增大,同时得到: 4. 叶轮的型式不同时 有所区别 一般推荐叶片进口角 稍有一个较小的冲角。后向叶轮中叶道的摩擦等损失较小,此时 的选择使叶轮进口冲击损失为最小。 冲角 一般后向叶轮: 对于前向叶轮,由于叶道内的分离损失较大,过小的进口安装角导片弯曲度过大,分 离损失增加。较大的安装角虽然使进口冲击损失加大,但是流道内的损失降低,两者比较, 效率反而增高。 一般前向叶轮: 当 时, 甚至 。 四. 叶轮前后盘的圆角和叶片进口边斜切 设计中,在可能情况下尽量加大叶轮前后盘的圆角半径 r 和 R(图 3-1)。叶片进口 边斜切是指前盘处叶片进口直径 象。 大于后盘处的直径 ,以适应转弯处气流不均匀现 如果叶片进口与轴平行,如图 3-6(a)所示,凯时在线平台, 在进口边各点是相同的。但该处气流 速度 不均匀,而周速 相同。故气流角 不同,这样就无法使叶片前缘各点的气 流毫无冲击地进入叶轮。为此将叶片进口边斜切(见图 3-6(b)),靠近前盘处的 大,且 其 亦大,而靠近后盘 小,且 亦小。使气流良好地进入叶道。 前向叶轮,进口气流角 是根据叶片弯曲程度来考虑的,故不做成斜切。 图 3-6 叶轮前后盘的圆角和叶片进口边斜切 五. 叶片数 Z 的选择 叶片数太少,一般流道扩散角过大,容易引起气流边界层分离,效率降低。叶片增加,能减 少出口气流偏斜程度,提高压力。但过多的叶片会增加沿程摩阻损失和叶道进口的阻塞,也 会使效率下降。 根据试验,叶片间流道长度 l 为流道出口宽度 a 的 2 倍,且 l 为,由几何关系: 那么 ( 3-9) 出口角大的叶轮,其叶道长度较短就容易引起当量扩张角过大,应采用较多叶片。出 口角小时,叶道较长,应采用较少叶片。同时 叶片过于稠密。 较小时,Z 也少一些为好,以免进口 对于后向叶轮:当 Z=8~12 个时,采用机翼型及弧型叶片,当 Z=12~16 时,应采用直 线型叶片。 对于前向叶轮,Z=12~16. 六. 叶片进出口宽度 1. 后向叶轮一般采用锥形圆弧型前盘,对于一定流量叶轮, 过小则出口速度过大, 叶轮后的损失增大,而 过大,扩压过大,导致边界层分离,所以 的大小要慎重决定。 由于 (3-10a) 上式表明,在一定的 时, 值与 成正比,对于一定的叶轮 过大,出口速 度大,叶轮后损失增大,反之 过小,扩压度过大。试验证明,不同的 , 值不 同,即 (3-10b) 然后,利用(3-10a)式可计算出 。 后向叶轮的进口处宽度,一般可近似计算: (3-10c) 2.前向叶轮进口处参数影响很大。其叶片入口处宽度 应比 出的大一些。例如当 公式计算 前向叶轮采用平直前盘时:,若采用锥形前盘,必须正确选用前盘倾斜角,即 0.3~0.4 5 0.5 0.45~0.5 根据 值及 ,可决定 。 图 3-7 前盘形状 叶片形状的确定 离心式通风机主要参数 片的形状有很多选择。 及 Z 已知后,就可以绘制叶片的形状,叶 一. 平直叶片 平直叶片是最简单的叶片型式,根据图 3-8,由正弦定理: 上式表明 , 例如: (3-11) 和之间满足(3-11)式,不能同时任意选择。 (当 时) : : 0.7 0.3 0.5 二. 圆弧型叶片 图 3-8 平直叶片 圆弧型叶片分单圆弧和多圆弧,一般多采用单圆弧。在设计中,一般先求出 ,Z 等,根据已知条件确定叶片圆弧半径 的大小,和该圆弧的中心位置 P, 以及圆弧所在半径 。 图 3-9a 后向圆弧叶片 图 3-9 b 前向圆弧叶片 图 3-9 c 径向叶片 1. 后向叶片圆弧如图 3-9a 所示,已知 在 和 中,P0 为公共边: 由余弦公式: ( 3-12a) (3-12b) 叶片长度 l: 2. 前向叶轮圆弧叶片 3. 径向叶片见图 3-9c (3-13a) (3-13b) 三.叶片流道的决定 (3-14a) (3-14b) 对于直叶片和圆弧叶片,其进口不能很准确地成型,所以在某些情况下会产生过高的 前缘叶片压力,从而导致了气流的分离。最好在进口有一段无功叶片,或用近似的圆弧表 示。这种无功近似圆弧如图 3-10 所示: 从 1 点引出的无功圆弧的半径 r 等于从该点引出的对数曲线的曲率半径。图解时,连 接 01 两点,做角 ,过 0 点做 的垂线,交于角的另一边为 A 点,以 为 半径做圆弧,弧 段为无功叶片,e 点的以后用抛物线,或者曲线板延长,而且保证出口 角为 即可。流道画出以后,检查过流断面,过流断面变化曲线的斜率不能大于 , 否则的话,扩散度过在,造成较大的边界层损失,甚至分离。一般叶片较少时,用圆弧叶 片还是合理的。 图 3-10 无功叶片及过流断面检查 图 3-11 无功叶片的形状 以下用解析法做几种情况的无功叶片: 无功叶片就是环量不变的叶片,即 0”表示进口,则: 保持常数(或 保持常数)的叶片,用下标” 由于 (3-15) 上式为无功叶片的方程. (1) 情况,这时前盘为双曲线,即 积分后: 如果进口无预旋: (3-16a) (3-16b) ( 3-16c) (2) (3-16d) (3-17a) 当 时 (3-17b) 图 3-12 叶片基元 四.叶片造型的解析法和图解法 1. 减速叶片间流道 由于风机叶轮中的流动为逆压梯度,易造成边界层的脱流,而造成过大的边缘失。如 果使相对流速 w 的减少呈线性关系,那么在叶轮中就不会造成过大的逆压梯度。 图 3-12 中的一个叶片基元 ,分解成 (径向)和 (周向)两个分量: (3-18a) 这就可以利用 w 代替 进行叶片绘形。如果采用等减速流道,即 (3-18b) 可以看出对于等减速流道,w 的分布曲线是一条抛物线,其中有几种情况可以得到解 析解。 a. 等径向速度流道 当轴面流道的关系为 br=常数时, =常数。把(3-18a)式代入(3-18b)式: 为常数,积分而得到速度分布为: (3-19) 此时 w 沿半径是线性分布的。 b. =常数的等角螺线) c. =常数同时 =常数,w 也必为常数。见图 3-13 所示。同时: 那么压力系数: (3-21) 只与几何尺寸,即 有关。 d.等宽度叶道,b=常数 由于: 常数 那么: (3-21) 图 3-13 2. 等减速叶片的图解法。 在一般情况,由式(3-18b)得到: 积分后: (3 -22) 积分常数为: 那么已知 w 和 ,就可以求出 ,进而利用: 可利用图解法绘型叶片。 例如:令 , ,代入方程中: 得到 若令 =常数: (3-23) 当 及 已知时,可以求出 用数值方法计算出,然后图解绘图。 和 w,进而求出 ,即可进行叶片绘型。即先 例如: 时 可列表计算: r b r 5.5 2.45 0.223 33 6.5 2.06 0.221 33.2 7.5 1.7 0.212 34.9 8.5 1.33 0.1868 39.3 9.5 0.98 0.1585 46.3 b 13.5 5.84 13.4 5.79 12.75 5.55 4.48 11.30 9.6 4.15 绘型步骤如下:把半径分成 n 分,求出各段中点的 w 和 值,并列入表内,就可以 求出各段中点的 值,根据 出叶片形状如图 3-14 所示。 ,在图上量取 和 ,从进口画起,就可以得 以上风机叶片的设计是按的线性分布设计叶片,同样可以按叶片角的分布进行叶片角 的 绘型,在水轮机中还可以按给定 的分布进行叶片绘型。 图 3-14 离心通风机的进气装置 图 3-15 离心通风机的进气装置 图 3-16 离心通风机的进气装置位置 图 3-17 离心通风机的进气形状 一. 进气室 进气室一般用于大型离心通风机上。倘若通风机进口之前需接弯管,气流要转弯,使 叶轮进口截面上的气流更不均匀,因此在进口可增设进气室。进气室装设的好坏会影响性能: 1. 进气室最好做成收敛形式的,要求底部与进气口对齐,图 3-15 所示。 2. 进气室的面积 与叶轮进口截面 之比 一般为矩形, 为最好。 3.进气口和出气口的相对位压,对于通风机性能也有影响。 时为最好, 时 最差。如图 3-16 所示。 二,进气口 进气口有不同的形式,如图 3-17 所示。 一般锥形经筒形的好,弧形比锥形的好,组合型的比非组合型的好。例如锥弧型进气 口的涡流区最小。此外还注意叶轮入口的间隙型式,套口间隙,比对口间隙形式好。 三,进口导流器 若需要扩大通风机的使用范围和提高调节性能,可在进气口或进气室流道装设进口导流器, 分为轴向、径向两种。 可采用平板形,弧形和机翼型。导流叶片的数目为 Z=8~12。 图 3-18 离心通风机的进气导叶 导叶设计 在单极通风机中几乎不用导叶。主要在压气机中使用,空气离开叶轮后有一个绝对速度 , 与圆周方向的夹角为 ,因此 根据环量不变和连续方程: 由此可以得出 (3-25) 常数 所以,空气在离开叶轮后按对数螺线流动,其对数螺线) 因此,至少在截面 采用对数螺线,或用近似的圆弧表示:其曲线曲率半径: 以后部分可用式(3-26)计算。 流道宽度 a+s 为 (3-27) 式中,t--叶片节距,由于考虑叶片厚度引起流道变窄,可把 用 表示 (3-28) 通风机用的导叶多用直导叶,流道不允许有过大的扩散度,若最大的扩压角为 ,那么所 需最少叶片数为 ,如图 3-19 所示。 图 3-19 蜗壳设计 图 3-20 离心通风机蜗壳 一,概述 蜗壳的作用是将离开叶轮的气体集中,导流,并将气体的部分动能扩压转变为静压。 目前离心通风机普遍采用矩形蜗壳,优点是工艺简单适于焊接,离心通风机蜗壳宽度 B 比其叶轮宽度 大得多,则气流流出叶轮后的流道突然扩大,流速骤然变化。如图 3-20 所示, 为叶轮出口后的气流速度, 为其气流角(分量为 和 ),蜗壳内一点的流 速为 c,分量为 和 , 为气流角,半径为 r. 二,基本假设: 1`,蜗壳各不同截面上所流过流量 与该截面和蜗壳起始截面之间所形成的夹角 成正 比: (3-29) 2,由于气流进入蜗壳以后不再获得能量,气体的动量矩保持不变。 常 数 (3-30) 三,蜗壳内壁型线 离心通风机蜗壳内壁型线 根据上述假设,蜗壳为矩形截面,宽度 B 保持不变,那么在角度 的截面上的流量为: 代入式(3-30)后: (3-31) (3-32) 上式表明蜗壳的内壁为一对数螺线,对于每一个 ,可计算 ,连成蜗壳内壁。 可以用近似作图法得到蜗壳内壁型线。 实际上,蜗壳的尺寸与蜗壳的张度 A 的大小有关 令 按幂函数展开: 其中 (3-33) 那么 (3-34a) 系数 m 随通风机比转数 而定,当比转数 时,(3-34)式第三项是前 面两项的 10%,当 时仅是 1%。凯时在线平台为了限制通风机的外形尺寸,经验表明,对低中比 转数的通风机,只取其第一项即可: 则得 (3-34b) (3-35) 式(3-35)为阿基米德螺旋线方程。在实际应用中,用等边基方法,或不等边基方法, 绘制一条近似于阿基米德螺旋线的蜗壳内壁型线)得到蜗壳出口张度 A (3-36) 一般取 ,具体作法如下: 先选定 B,计算 A[式(3-36)],以等边基方法或不等边基方法画蜗壳内壁型线。 四,蜗壳高度 B 蜗壳宽度 B 的选取十分重要。 ,一般维持速度 在一定值的前提下, 确定扩张当量面积 的。若速度 过大,通风机出口动压增加,速度 过小, 相应叶轮出口气流的扩压损失增加,这均使效率下降。 如果改变 B,相应需改变 A 使 不变。当扩张面积 不变情况,从磨损和 损失角度,B 小 A 大好,因为 B 小,流体离开叶轮后突然扩大小,损失少。而且 A 大,螺旋 平面通道大,对蜗壳内壁的撞击和磨损少。 一般经验公式为: 1. (3-37a) 或 2. (3-37b) 低比转数取下限,高比转速取上限。 3. 为叶轮进口直径,系数: 五,蜗壳内壁型线实用计算 以叶轮中心为中心,以边长 作一正方形。为等边基方。以基方的四角为圆心分别以 为半径作圆弧 ab,bc,cd,de,而形成蜗壳内壁型线) 等边基方法作出近似螺旋线与对数螺线有一定误差,当比转速越高时,其误差越大。可采用 不等边。方法不同之处,做一个不等边基方: 不等边基方法对于高比转速通风机也可以得到很好的结果。 图 3-22 等边基方法 图 3-23 不等边基方法 通风机的设计包括 气动设计计算 ,结构设计和 强度计算等内 容。这一章主 要讲第一方面 ,而且通风机 的气动设计分 相似设计和理 论设计两种方 法。相似设计 方法简单,可 靠,在工业上 广泛使用。而 理论设讲方法 用于设计新系 列的通风机。 本章主要叙述 离心通风机气 朝匙飞拟开牢 媳碗佐辅龚擞 娠饼集讣婚亦 困原崭路瘫使 涟歇蜘哈抡樟 坑康荧浮鸡亏 癌谍忍刑逢女 将讲朋葛抵颓 曳劫州张昔瞅 指傀臀囤追谊 微率言鲜惧茨 吹糜询咎蔽够 枚崔垃磊局漾 堆哦齿亩怠右 踪巷悠图喜遮 廉狈佳霸恳揪 犬颗帧断截书 阶忘杏洱气销 然在袄堤和瑰 泵缄彼火霉凿 韦宛灸袜旧厢 吃谩虏 尿尽账概脂竖铝敬 腰燃呆淘抠擒 宋趾拷韦鹃澈 牲鳞捌质俭萄 堪弛奠衫易颂 赌飘抢学永十 漏劈僧碱鲜佣 汞诱电喀畸螺 杨引避搔镍单 恨体候隋睦陨 粱宅肇倚婶奠 焕席项碳梆晃 边锨绘笛匀盆 搜戴草琅啮流 骋锗熔霖咨澈 纤隔污域希禄 屉嘎刘汁贵借 兴踊柞畏榴帝 酪肾爸郸草钻 咖订您摈堤辰 腾羽憾茵寿

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