不同葉片數(shù)組合風(fēng)機(jī)的性能分析

 
    根據(jù)風(fēng)機(jī)效率的計(jì)算公式（3-6）可知，在風(fēng)機(jī)有效功率一致的情況下，風(fēng)機(jī)的效率與風(fēng)機(jī)軸功率成反比關(guān)系，而風(fēng)機(jī)的軸功率與風(fēng)機(jī)葉輪葉片所需克服的力矩關(guān)系密切，葉片數(shù)的多少又將直接影響到葉輪所克服力矩的大小。因此，本文根據(jù)各種葉片數(shù)組合下的風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果，提取出了風(fēng)機(jī)各級(jí)葉輪所需克服的力矩值，計(jì)算了各組合下風(fēng)機(jī)的效率，如圖 5-17 及圖 5-18 所示。
    據(jù)圖分析，當(dāng)風(fēng)機(jī)各級(jí)葉片數(shù)目變化時(shí)，風(fēng)機(jī)各級(jí)葉輪要克服的力矩及風(fēng)機(jī)效率都將發(fā)生一定的變化。如圖 5-17 所示，在這 11 種葉片數(shù)組合下，風(fēng)機(jī)第一級(jí)葉輪所受力矩比其他兩級(jí)大，相當(dāng)于后兩級(jí)葉輪所受力矩的兩到三倍。第一級(jí)葉輪克服了風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所受力矩的大部分，在同等制造條件下，該級(jí)葉輪的使用壽命將大大低于其他兩級(jí)。且在11種組合中，組合為（24,18,12）時(shí)第一級(jí)葉輪所受力矩最大，而組合為（18,18,18）時(shí)最小。
     當(dāng)三級(jí)葉輪的葉片數(shù)相等時(shí)，即葉片數(shù)組合為（12,12,12）、（18,18,18）、（24,24,24），12 片和 24 片第一級(jí)葉輪所需克服的力矩及需克服的總力矩都比 18 片大，效率比 18 片時(shí)低 4%左右，而 12 片和 24 片時(shí)的效率差距不大。
     如在原風(fēng)機(jī)三級(jí)葉輪中任選一級(jí)的葉片數(shù)變?yōu)?18 ，即葉片數(shù)組合分別變?yōu)椋?8,24,24）、（24,1,24）、（24,24,18），在這三種組合中，把 18 片葉片的葉輪安裝在第一級(jí)上，可減少第一級(jí)葉輪所受力矩及三級(jí)葉輪所受的總力矩，效率比后兩種高 5%左右，但與風(fēng)機(jī)原組合（24,24,24）效率相當(dāng)。而組合為（24,18,24）時(shí)風(fēng)機(jī)效率最低。
  在有兩級(jí)葉輪的葉片數(shù)為 18 時(shí)，把 24 片葉片的葉輪放在第一級(jí)會(huì)導(dǎo)致葉輪所受總力矩較大，效率嚴(yán)重降低，但如果把它安裝在第二級(jí)或第三級(jí)，所需克服的總力矩降低，效率增加，組合為（18,18,24）及（18,24,18）時(shí)風(fēng)機(jī)的效率接近相等，且比組合為（24,18,18）的效率高 4%左右。
     當(dāng)三級(jí)葉輪葉片數(shù)各不相同時(shí)，（12,18,24）組合使葉輪所受總力矩減小，效率比原風(fēng)機(jī)組合高 3%左右，而當(dāng)組合為（24,18,12）時(shí)，葉輪所受總力矩在 11 種組合中最大，效率最低。
綜合以上對(duì) 11 種組合下風(fēng)機(jī)性能的分析可知，通過(guò)改變風(fēng)機(jī)各級(jí)葉輪葉片數(shù)組合來(lái)提高風(fēng)機(jī)的效率是可行的，分析發(fā)現(xiàn)原風(fēng)機(jī)的葉片數(shù)組合不是最佳組合，將組合變?yōu)椋?8,18,18）后，不但風(fēng)機(jī)的效率可以提高 4%左右，而且風(fēng)機(jī)葉輪的制造難度也大大降低。同樣如果把組合變?yōu)椋?2,18,24）后，風(fēng)機(jī)的效率也能提高 3%左右。
5.3 本章小結(jié)
本章計(jì)算了三級(jí)離心風(fēng)機(jī)在三級(jí)葉輪采用不同葉片數(shù)組合時(shí)的內(nèi)部流場(chǎng)，分析了風(fēng)機(jī)三級(jí)葉輪采用相同葉片數(shù)即分別為 12 片、18 片和 24 片時(shí)內(nèi)部流動(dòng)的異同點(diǎn)，之后分析了當(dāng)三級(jí)葉輪采用不同葉片數(shù)，即葉片數(shù)遞增和葉片數(shù)遞減情況下風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的特點(diǎn)，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，得出了各組合下各級(jí)葉輪所受力矩曲線圖和效率曲線圖，分析了各葉輪的葉片數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)、所受力矩及風(fēng)機(jī)整體效率的影響。