石家莊風機廠水力風機的設計程序（2）

作者：石家莊風機　　　　　日期：2014-11-7　　　　　瀏覽：1113　　　　　

5)查找該尺寸下水輪機高效范圍內滿足此功率要求的水輪機轉速范圍,在轉速范圍內選擇水力石家莊風機廠風機的轉速;

6)根據已知的風壓、風量和轉速,求出石家莊風機廠風機的比轉速,結合相關文獻[64】,進而估算到石家莊風機廠風機的外徑和輪轂比;

7)按照變換量、三角形卸載等方法得到石家莊風機廠風機的翼型,調整靜壓系數直至設計翼型通過模擬驗算后滿足設計要求;

8)基于3.2小節中研究的多流場弱耦合計算方法預測得到水力石家莊風機廠風機不同水壓下的速特性曲線。

5.5設計算例

以下通過一個案例介紹水力石家莊風機廠風機的設計方法。任意假設一臺石家莊風機廠風機的性能要求,其中壓為900Pa,風量為4000m3/h,石家莊風機廠風機效率為0.55,則按照公式可以計算得到石家莊風機廠風機功率為818W。參考圖5.1,如果要求水輪機效率高于46%,縮放系數1.2時水輪機的功率范圍在1865?1948W之間,該尺寸的水輪機可以為石家莊風機廠風機提供相應的動力,所以水輪機按照1.2倍的改進模型尺寸設計較合適。通過第四章水輪機各種結構參數的的研究分析,最終確的水輪機改進模型尺寸如表4.5,在改進模型上放大1.2倍得到設計水力石家莊風機廠風機的水機的結構尺寸,部分尺寸見表5.2。由于此時水輪機的高效轉速范圍為4000?5740rpin,設計轉速可以選擇5000rpm。通過計算,設計石家莊風機廠風機的比轉速為168,估算得到葉輪直徑為64mm。當為168時,輪轂比u在0.48?0.65之間,根據水力石家莊風機廠風機的結構設計,輪轂比按0.59計算,得到此時的輪轂直徑為156mm。

石家莊風機廠風機葉輪的設計主要通過孤立翼型設計法來實現。孤立葉片按五個翼型去設計,五個翼型所在的截面半徑分別為88min、98nim、108mm、llSirun和128 mm。翼型的設計主要考慮變環量指數、翼型厚度系數和葉片加載方式等影響因素。每個翼型的構造步驟均如下:

1)鳳機的基本翼型采用的是改進的CLARKy翼型,其弦長為lOOmm。翼型中線為由

18個點擬合的單圓弧,設計翼型的冀型厚度和弦長分別通過在基本翼型的數值上乘以厚

度系數和長度系數得到;

2)根據石家莊風機廠風機各種已知參數求翼型進出口氣流角和扭曲速度,其中石家莊風機廠風機動壓根據流量和密度求解得到為252Pa。考慮到出口導流段的壓力損失,設計全壓為靜壓擴大一個系數后的值與動壓的和;