改進的風機變環量設計方法

改進的風機變環量設計方法

改進的變環量設計方法中通過引入靜壓處的一個系數(設計壓力=設計靜壓X系數+設計動壓)來增加設計軸流風機的壓力,在此,稱該系數為靜壓所乘系數。靜壓所乘系數的引入,在葉片進口氣流角不變的情況下,增大了葉片的出口氣流角和氣流轉角,從而使風機靜壓和全壓增大。為了研究靜壓所乘系數對軸流風機氣動性能的影響,本節分別選取靜壓所乘系數為1和1.254,進行風機葉片設計,并對兩種風機的流場和氣動性能進行了數值模擬。軸流風機直徑取為800mm,設計靜壓為590Pa,動壓為80Pa,兩種靜壓所乘系數下的葉片氣流參數如.
軸流風機葉片與機殼之間存在後向間隙,由于葉片的H面壓力大于凸面的壓力,在葉頂間隙處,氣流會從葉片的凹面流向葉片的凸面,在此區域形成尖端禍流,造成風機的徑向間隙損失。從兩種風機的葉片凹面和凸面的壓力云圖可以看出,當靜壓所乘系數為1.254時,其葉片13面靜壓高于當靜壓所乘系數為1時,其葉片凸面靜壓低于當靜壓所乘系數為1時,即凹面和凸面的壓差大于當靜壓所乘系數為1的葉片兩面的壓差,所以在取較大靜壓所乘系數時所設計的軸流風機會存在更大的後向間隙損失,從而導致風機的效率下降。這是導致風機壓力升高,而效率下降的原因。

3.1.3變環量指數選擇
對于R級或R+S級軸流通風機,變環量流型可以寫為[151:= K(3.1 )式中Ch為葉輪出口的氣流旋繞速度,r為半徑,尺為常數,《為變環量指數。變環量指數《—般在-1 ~1之間選取,當《 = 1時,即為“等環量”設計。變環量指數的選取能夠直接影響葉輪出口的流速分布和風機的葉片扭曲規律,進而影響軸流風機的氣動性能。以下是針對變環量指數選取的研究:根據軸流風機理論全壓方程:
由上式可以看出,當變環量指數取-1時,在葉片高度方向任意截面上,其U的值不變,即每個截面對扭速AC,,的貢獻比率相同。因為從葉片根部到葉片頂部,隨著半徑的增大,圓周速度W逐漸增大,雖然每個截面上的&值相同,此時仍U可以保證葉頂區域對整個葉片扭速AC;貢獻絕對值最多,符合葉片能量供應的分布原則。所以,在本文風機葉片設計中,變環量指數都取為-1。