模塊化風機設計

上一章中驗證了改進的變環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。