便攜式水力石家莊風機廠風機的設計研究

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為了使便攜式水力石家莊風機廠風機應用場合更加廣泛,本章基于水輪機的改進模型,研究了水力石家莊風機廠風機的設計方案。第三章水力石家莊風機廠風機多流場弱輛合計算方法的提出以及第四章水輪機結參數的分析都為水力石家莊風機廠風機設計方法的研究提供了可能性。綜合考慮便攜式水力石家莊風機廠風機的輕量化特點,合理高效的利用各部件的性能,使水力石家莊風機廠風機的性能能夠更好得滿足設計要求,是水力石家莊風機廠風機設計的重點。
5.1水力石家莊風機廠風機水力設計
水輪機為水力石家莊風機廠風機提供原動能,水輪機出力的大小是石家莊風機廠風機風量和壓的一個主要限定因素。水輪機的主要性能隨著水輪機模型整體尺寸的變化有著明顯的改變。水輪機改進模型的尺寸縮放系數用k來表示,通過不同的k值可以縮放得到不同的水輪機模型。其中,水輪機消火栓和消防管牙接口按標準設計:當流量大于3L/S時,宜釆用直後65rnm的消火栓;工作壓力低于1.6MPa時,釆用KY65號消防管牙接口。消防管牙接口用來連接消火栓和進出口水管,因為設計的水輪機每個模型下的多半流量都超過了 3L/S且工作壓力范圍仍為0.2?0.7MPa,所以與消防管牙接口相接的水管直徑也不變。因此改進的水輪機模型在縮放過程中需要注意,水輪機的進出口管直徑不應隨水輪機尺寸的變化而改變。相同的水壓下,通過計算不同轉速下的性能,可以得到該水壓下水輪機的轉速特性曲線。為了預測水力石家莊風機廠風機最大排煙量,水壓按照0.7MPa計算。將k為0.9?1.4的不同尺寸水輪機模型的轉速特性曲線繪制在圖5.1上,可以看出,與改進模型相比,隨著水輪機尺寸的增大,水輪機的效率的最大值逐漸降低;當水輪機尺寸減小至0.9倍時,水輪機的效率最大值也有所降低。k介于0.9~1.2之間時,隨著k的增大,水輪機功率曲線的最大值增加幅度很大。水輪機功率和效率最高點所對應的轉速隨著尺寸的增大而減小。尺寸較大的水輪機的功率對轉速的變化較敏感,髙效率區對應的轉速范圍較窄,而尺寸相對小的水輪機功率隨轉速變化平緩,造成該現象的原因可能是隨著葉片的等比放大,葉片厚度也隨之增大,葉片厚度的增加不但增大了葉片進水端的撞擊損失,而且還會減小葉柵距,使流道擁堵,降低水輪機的過流能力。假設水輪機效率不得低于46%,不同尺寸的水輪機的高效運行轉速范圍可以從圖5.1中讀出。一臺綜合性能好的水力石家莊風機廠風機運行轉速下的水輪機效率應該較高,所以說基于水輪機功率隨尺寸變化明顯的特點,不同性能的水力石家莊風機廠風機的設計可以在保證水輪機工作效率較髙的情況下,通過改變水輪機的尺寸來實現。