本小節(jié)所設計風機的直徑為800mm,輪轂比選擇0.525,即輪轂直徑為20mm,動葉為9片,靜葉為4片,風機轉速為1460「pm,設計流量為21000 m3/h,設計靜壓為590Pa,設計動壓為80Pa,靜壓所乘系數(shù)取1.2。按照改進的變環(huán)量方法進行風機設計,所設計風機的各截面進口氣流角見下表:葉根截面是半徑為0.22m處的截面,該截面進口氣流角為25.47度,為了便描述,我們將其安裝角定義為25度,在該安裝角基礎上,將葉片整體偏轉兩度或四度得到其它安裝角的風機模型。在本文中,分別對安裝角為21度、23度、25度、27度、29度的風機進行了建模和數(shù)值模擬。下圖為在不同葉片安裝角下風機的有因次性能曲線對比圖:
從不同安裝角下風機的“流量-全壓”對比圖中可以看出,在一定范圍內(nèi),隨著葉片安裝角的增加,風機的性能曲線向大流量方向偏移,而全壓也相應升高;從“流量-效率”曲線圖中可以看出,隨著葉片安裝角增加,風機性能曲線不僅向大流量方向偏移,且其效率曲線變寬,在小安裝角下,風機的效率曲線較窄,風機的效率曲線變化較徒,大安裝角下,風機效率曲線較寬,風機的效率曲線變化平緩,另外,在隨著安裝角增大,風機的最高效率點處的效率值略有升高。將不同安裝角的風機的性能參數(shù)轉化為無量綱性能參數(shù),與之前風機的風機性能進行對比,如下圖: 通過無因次性能曲線可以看出,不同安裝角的軸流風機的無因次性能曲線與之前設計的風機的性能點仍處在相同帶內(nèi),改變?nèi)~片安裝角,風機的無因次性能曲線會發(fā)生偏移,安裝角減小時風機的無因次性能曲線向左偏移,降低了風機的效率,安裝角增大時風機的無因次性能曲線向右偏移,提高風機的效率;不同安裝角下的風機的無因次性能曲線仍符合壓力和效率的反相關關系,在壓力高的工況下,風機的效率較低,在壓力較低的工況下,風機的效率較低。
風機模塊化設計時,原準葉片和特定輪轂結構不能改變,但是可以通過調(diào)節(jié)原準葉片的安裝角來改變模塊化風機的性能,以滿足不同的市場需求,當需要小流量風機時,可以選用小安裝角的模塊化風機,當需要大流量或高壓力時,可以選用大安裝角的模塊化風機。
3.3.4改變?nèi)~片數(shù)目
葉輪葉片數(shù)目Z是軸流風機的另一重要結構參數(shù),它會影響風機的葉柵稠度,而對風機的壓力、效率、工作區(qū)域和性能曲線形狀等有重要影響。根據(jù)葉柵稠度公式r=(泣)/(27rr) [58】[59][6Q】[61】,在風機模塊化設計中,風機葉片寬度/^)不變,葉片數(shù)目和風機半徑共同決定了風機的葉柵稠度,當模塊化設計的風機尺寸選定時,輪葉片數(shù)目就成為決定風機葉柵銅度的唯一因素。因此,有必要研究不同葉片數(shù)目對風機的氣動性能的影響。