不同風機設(shè)計壓力的比較

不同風機設(shè)計壓力的比較
在軸流風機的氣動設(shè)計中,已知的主要設(shè)計參數(shù)有通風機全壓/V和流量仏在本文設(shè)定的模塊化風機的壓力目標為300~ 1000Pa,在其它設(shè)計參數(shù)不變的情況下,選取不同設(shè)計壓力時,所設(shè)計的葉片不同,風機的氣動性能也不同。因為軸流風機壓力中,靜壓占主要成分,所以在此所提到的設(shè)計壓力都為設(shè)計靜壓。根據(jù)壓力目標,在設(shè)計800mm風機時,可以選擇低壓、中壓和高壓為設(shè)計靜壓,但當800mm風機設(shè)計壓力選取過高時,900mm和1000mm的風機壓力也會過高,超出所設(shè)定壓力范圍。為了研究不同設(shè)計壓力對風機設(shè)計的影響,本文分別選取400Pa (低壓)和600Pa (中壓)作為設(shè)計靜壓進行風機設(shè)計。
選取設(shè)計參數(shù)為:設(shè)計流量21000 m3/h,轉(zhuǎn)速1460rpm,輪穀比0.45,設(shè)計靜壓為400Pa和60C)Pa,按改進的變環(huán)量設(shè)計方法進行800mm風機設(shè)計,所設(shè)風機葉片翼型參數(shù)如下表4.2。由翼型參數(shù)表可知,兩種葉片五截面的入口角相等,這是因為兩者設(shè)計流量相同;設(shè)計靜壓為600Pa的葉片,其翼型出口角更大,翼型轉(zhuǎn)角更大,說明相同半徑處的翼型截面,設(shè)計壓力大時,葉片彎曲的更厲害;設(shè)計靜壓400Pa的葉片,其葉根和葉頂截面轉(zhuǎn)角的差值為5.2度,設(shè)計靜壓600Pa的葉片為7.3度,這說明設(shè)計壓力大時,葉片的空間扭曲也更大。兩種葉片葉根處截面翼型對比如下圖4.8所示。由氣動性能對比圖可知,設(shè)計靜壓400Pa的風機,更適合小流量工況,其壓力和效率也低一些。以下是兩種800rnm風機在24000 m3/h流量時的流場對比圖,為了便于觀察風機葉片頂部區(qū)域的流場,以半徑r=380mm截得流場:從流場圖中可以看出,設(shè)計靜壓400Pa葉片的吸力面葉頂處存在較大低壓區(qū),該處容易發(fā)生附面層分離,進而影響軸流風機的壓力。
由第三章中改變風機葉片安裝角對軸流風機氣動性能影響的相關(guān)結(jié)論可知,通過調(diào)整葉片安裝角可以使風機性能曲線向大流量和小流量偏移,進而組成新的風機,使葉片覆蓋更大的性能范圍。以下是將兩種設(shè)計壓力下的葉片在不同安裝角風機中所得到的性能曲線圖,(其中,0度指風機葉片安裝角不偏轉(zhuǎn),-8度指葉片安裝角減小8度):
下圖為400Pa設(shè)計壓力安裝角增加5度之后在24000m3/h流量時的流場圖:風機流場圖中可以看出,設(shè)計壓力400Pa的風機葉片安裝角增大后,其在同等流量下,葉頂區(qū)域的靜壓峰值區(qū)域減小,相對應(yīng)的附面層分離減弱,風機壓力升高。
從上述兩葉片性能對比圖可以看出,安裝角越大,風機的“流量-壓力”曲線越平緩。變安裝角后兩種葉片所覆蓋的性能范圍有重疊。設(shè)計靜壓400Pa葉片的0度風機與設(shè)計靜壓600Pa葉片的-8度風機相比較,在20000 m3/h?24000 m3/h流量范圍內(nèi),兩者效率相近,但設(shè)計靜壓400Pa葉片風機壓力較高;設(shè)計靜壓400Pa葉片+ 10度風機與設(shè)計靜壓600Pa葉片+3度風機相比較,兩者效率相但設(shè)計靜壓600Pa葉片風機的壓力較高。可見,兩種葉片所組成的風機在性能圖譜中性能各有優(yōu)劣。