石家莊風(fēng)機(jī)廠水力風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)程序（2）

作者：石家莊風(fēng)機(jī)　　　　　日期：2014-11-7　　　　　瀏覽：1144　　　　　

5)查找該尺寸下水輪機(jī)高效范圍內(nèi)滿足此功率要求的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速范圍,在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)選擇水力石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速;

6)根據(jù)已知的風(fēng)壓、風(fēng)量和轉(zhuǎn)速,求出石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[64】,進(jìn)而估算到石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的翼型,調(diào)整靜壓系數(shù)直至設(shè)計(jì)翼型通過模擬驗(yàn)算后滿足設(shè)計(jì)要求;

8)基于3.2小節(jié)中研究的多流場(chǎng)弱耦合計(jì)算方法預(yù)測(cè)得到水力石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)不同水壓下的速特性曲線。

5.5設(shè)計(jì)算例

以下通過一個(gè)案例介紹水力石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法。任意假設(shè)一臺(tái)石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的性能要求,其中壓為900Pa,風(fēng)量為4000m3/h,石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)效率為0.55,則按照公式可以計(jì)算得到石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)功率為818W。參考圖5.1,如果要求水輪機(jī)效率高于46%,縮放系數(shù)1.2時(shí)水輪機(jī)的功率范圍在1865?1948W之間,該尺寸的水輪機(jī)可以為石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)提供相應(yīng)的動(dòng)力,所以水輪機(jī)按照1.2倍的改進(jìn)模型尺寸設(shè)計(jì)較合適。通過第四章水輪機(jī)各種結(jié)構(gòu)參數(shù)的的研究分析,最終確的水輪機(jī)改進(jìn)模型尺寸如表4.5,在改進(jìn)模型上放大1.2倍得到設(shè)計(jì)水力石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的水機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸,部分尺寸見表5.2。由于此時(shí)水輪機(jī)的高效轉(zhuǎn)速范圍為4000?5740rpin,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速可以選擇5000rpm。通過計(jì)算,設(shè)計(jì)石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速為168,估算得到葉輪直徑為64mm。當(dāng)為168時(shí),輪轂比u在0.48?0.65之間,根據(jù)水力石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),輪轂比按0.59計(jì)算,得到此時(shí)的輪轂直徑為156mm。

石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)葉輪的設(shè)計(jì)主要通過孤立翼型設(shè)計(jì)法來實(shí)現(xiàn)。孤立葉片按五個(gè)翼型去設(shè)計(jì),五個(gè)翼型所在的截面半徑分別為88min、98nim、108mm、llSirun和128 mm。翼型的設(shè)計(jì)主要考慮變環(huán)量指數(shù)、翼型厚度系數(shù)和葉片加載方式等影響因素。每個(gè)翼型的構(gòu)造步驟均如下:

1)鳳機(jī)的基本翼型采用的是改進(jìn)的CLARKy翼型,其弦長(zhǎng)為lOOmm。翼型中線為由

18個(gè)點(diǎn)擬合的單圓弧,設(shè)計(jì)翼型的冀型厚度和弦長(zhǎng)分別通過在基本翼型的數(shù)值上乘以厚

度系數(shù)和長(zhǎng)度系數(shù)得到;

2)根據(jù)石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)各種已知參數(shù)求翼型進(jìn)出口氣流角和扭曲速度,其中石家莊風(fēng)機(jī)廠風(fēng)機(jī)動(dòng)壓根據(jù)流量和密度求解得到為252Pa。考慮到出口導(dǎo)流段的壓力損失,設(shè)計(jì)全壓為靜壓擴(kuò)大一個(gè)系數(shù)后的值與動(dòng)壓的和;