模塊化風機設計

上一章中驗證了改進的變環(huán)量設計方法的有效性以及在不同設計參數條件下的可靠性,在本章中將對風機模塊化設計進行研究,介紹風機模塊化設計的基本思路和其中涉及的相關技術。
4.1風機模塊化設計目標
軸流風機氣動設計是根據已知的設計參數,在滿足設計參數的前提下,計算出風機的有關幾何參數,其中主要的設計參數有全壓和流量。為了確定本文風機模塊化設計的設計目標,本文搜集了一些國內市場上現有軸流風機的性能參數,見表4.1。
由表4.1可知,直徑是800mm、900 mm和1000 mm的軸流風機,其流量范圍分別是 18000 ~ 30000 m3/h、24000 ~ 36000 m3/h、36000 ~ 54000 m3/h,其全壓范圍是 300~670Pa、350~920Pa、470~770Pa。
本文模塊化風機設計的目標選擇流量范圍10000?60000 m3/h,全壓范圍300~1000Pa。本文風機設計時所采用的變環(huán)量設計方法是基于800mm高壓軸流風機設計提出的,所以本文在進行葉片設計時選擇風機直徑為800mm,設計流量選擇21000 m3/h?本文模塊化風機設計的任務即:在800mm風機中設計原準葉片,利用原準葉片,模塊化設計直徑為900mm、1000mm的軸流風機,使所設計的800mm、900mm、1000mm風機滿足上述設計目標。
4.2原準風機輪轂比確定
軸流風機模塊化設計是將葉片作為通用模塊,首先需要解決葉片的設計問題在進行風機設計時,首先需要確定風機的輪轂比,在風機直徑確定的前提下,選擇不同的輪轂比時,對應的葉片葉高不同,模塊化風機的輪轂比也就不同。將800mm風機的葉片模塊化設計900mm和1000mm時,風機的輪穀比會增大,根據前一章中對軸流風機輪轂比對風機氣動性能影響的研究可知,當風機輪轂比過大時,會使風機的效率和全壓下降。本節(jié)對800mm原準風機輪轂比的選擇進行研究。
在通風機設計時輪轂比一般為0.3~0.7[17】》本文選取不同風機輪毅比,以相同設計參數設計風機,進行對比,以研究風機輪轂比對風機性能的影響。設計參數為:轉速460rpm,設計流量21000 m3/h,設計靜壓600Pa,動葉9片,靜葉8片,均成周向均布。輪穀比分別選擇0.45、0.475、0.5、0.525、0.578和0.6,對風機進行氣動性能模擬,如下圖:根據性能可知,當風機輪穀比減小時,軸流風機的介質流通面積增大,風機的性能曲線向大流量偏移;在相同流量下,小輪教風機的壓力高,是因為輪穀比減小,風機葉片變長,增強了風機的做功能力。另外,在一定范圍輪穀比變化范圍內,隨著風機輪穀比的減小,風機最高效率點處的效率變高,但是隨著風機輪穀比減小,效率峰值點處的效率增加幅度逐漸減小,當風機輪穀比減小到0.475和0.45時,風機峰值效率點處的效率增加幅度就不明顯了,繼續(xù)減小輪穀比對于效率而言,并無太大影響。因為在800mm原準風機條件下設計的通用葉片在模塊化設計900mm和1000mm風機時,風機的輪穀比會增大,所以800mm原準風機考慮選擇盡可能小的輪穀比進行葉片設計。