結構參數對軸流風機性能影響

3.3結構參數對軸流風機性能影響
在軸流風機中,葉片是主要的做功部件,是影響軸流風機氣動性能的主要因素。在軸流風機設計中,除了設計流量、設計壓力和轉速等設計參數影響風機的氣動性能外,葉輪直後、輪毅比、安裝角和葉片數等結構參數對風機氣動性能的影響也很大。本小節主要討論不同結構參數下,改進的變化量設計方法的可靠性,及改變結構參數對風機的性能影響的變化規律.
3.3.1改變葉輪直後
風機葉輪直徑D是軸流風機的一個重要結構參數,能夠直接影響軸流風機的整體結構和氣動性能。軸流鳳機的葉輪直徑,即葉輪公稱外徑,是指風機筒體內表面的直徑,其與葉輪實際外徑不同,后者是指風機葉片頂端的直徑。在傳統風機設計方法中,葉輪直徑可以根據以下表達式求得:式中,D為葉輪直徑;A:?為系數,與比轉數/7、.有關;/V為通風機全壓;P為氣體密度;《為轉速。通過上式可以看出,軸流風機的葉輪直徑與風機全壓;V、比轉數和轉速《有關。傳統風機的設計思路是根據所需性能要求去設計風機的結構,其過程是利用設計參數,根據上式求得葉輪直徑,之后根據軸流風機標準化和系列化的要求將計算結果圓整到標準直徑。而在風機模塊化設計中,是將風機葉片作為不變模塊,應用到不同直徑的軸流風機中,此時的葉輪直徑是已知量,不需要根據上述公式推算。但是為了驗證改進的變環量方法在設計不同直徑葉輪時是否仍具有較好的效果,所以在此討論不同風機葉輪直徑情況下,利用改進的變環量方法設計出的軸流風機氣動性的變化。
將設計風機的直徑取為900mm,其輪轂比選擇同本節前一部分中的風機輪轂比相同,取0.525,則輪轂直徑為236mm。風機轉速取1460rpm,風機設計流量取29900 m3/h,設計壓力取1040Pa。根據以上結構參數和設計參數設計風機,并對其氣動性能和流場進行模擬,無因次性能曲線如圖3.11圖3.11中可以看出,直徑為900mm的軸流風機的無因次性能曲線與直徑為800mm風機的無因次性能散點圖在相同帶內波動,說明改進的變環量設計方法在不同風機直徑下具有相同的設計效果,該設計方法在設計不同直徑的風機時是穩定的、可靠的。
3.3.2改變輪穀比
輪穀比3是軸流風機重要的結構參數之一,表示葉輪輪穀直徑的相對值,其表達式為J = 即輪穀直徑與葉輪直徑的比值。輪穀比對于軸流風機的壓力、流量和效率等都有重要影響。傳統設計方法中,常用的選擇輪教比的方法主要有兩種:一是根據全壓系數確定輪穀比范圍,二是通過輪教比與比轉數關系曲線選擇[54】[55】[561。但在風機模塊化設計中,風機葉片和葉輪直徑已知,葉輪直徑減去葉片高度和葉頂間隙就可以確定輪穀直徑,進而可以確定輪穀比。可以說,風機模塊化設計時,葉輪直徑選定,則輪毅比就確定。在風機模塊化設計時不需要考慮輪穀比的確定。但是,模塊化風機設計中,原準葉片是在一定輪穀比下設計的,當將原準葉片與其它輪穀匹配組成模塊化風機時,原準葉片工作在不同的輪穀比的風機中,在確定原準葉片在模塊化風機中的運行工況時,也是采用的變環量設計方法,所以在此有必要研究改進的變環量方法在不同輪穀比下所設計風機的無因次性能變化,從而確定設計方法是否可靠。