風機設計方法有效性分析

3.4設計方法有效性分析
本章第一節對改進的變環量方法的設計思路進行了介紹,第二節和第三節分別利用不同的設計參數和結構參數設計風機,并對所設計的風機進行了性能對比,通過對比不同風機的無因次量性能曲線可知,改進的變環量方法所設計的風機其性能在相同帶內波動,所設計風機的無因次性能較穩定,說明了該設計方法可以適用于不同的設計條件。設計方法的有效性指利用該設計方法設計的風機產品的性能與其它方法設計的風機性能相差不多。為了驗證改進的變環量設計方法的有效性,本節將之前設計的風機與市場上現有的風機進行了性能對比。
本文選取的對比風機為由德國某企業生產的風機,風機直徑分別為630mm和800mm。以下為改進的變環量設計方法設計的風機和進口風機的無因次性能曲線對比圖:“效率-靜壓系數”曲線可以看出,改進的變環量方法設計的風機的性能散點與德國進口風機的性能散點處于同一帶內波動,并且靜壓系數和效率呈現反相關關系,當壓力高時風機的效率較低,當壓力高時風機的效率較高。在“效率-全壓系數”曲線中,也呈現相同的規律,不過,因為本文設計的風機轉速為1460rpm,進口風機轉速為1750rpm,其風機動壓較大,所以進口風機的“效率-全壓系數”向上偏移較多。通過對比可知,利用改進的變環量方法在不同設計條件下設計的風機,其氣動性能與某德國進口風機相當,且其無因次性能曲線變化規律也相同,基于此,可以說改進的變環量的風機設計方法是有效的、可靠的。
3.5小結
本章首先介紹了一種軸流風機設計方法一一改進的變環量設計方法,其中涉及葉片翼型的構造方法、改進的變環量設計方法和變環量指數的選擇等。之后又對不同設計參數和結構參數下所設計的風機進行了數值模擬和氣動性能對比,闡述了改進的變環量設計方法在不同設計條件下具有普適性。最后將所設計風機與外國進口風機對比,論證該設計方法的有效性,為后文中利用該方法進行模塊化設計奠定了基礎。基于改進的變環量設計方法基礎上,本章針對改變安裝角和葉片數目時軸流風機氣動性能的變化規律進行了研究。在一定范圍內,增大風機安裝角,風機的性能曲線向大流量工況偏移,風機最高點處的效率升高。風機葉片數目會影響風機的壓力和效率,在最佳葉片數目時,風機最高的效率,增加葉片可以使風機的應力升高,但其效率會下降。在模塊化設計風機中,可以根據所總結的規律,通過調節這兩個參數來改變風機的氣動性能,進而使模塊化風機適應不同的市場需求,所以此部分對后文的模塊化風機設計具有重要的指導意義。