上一章中驗(yàn)證了改進(jìn)的變環(huán)量設(shè)計(jì)方法的有效性以及在不同設(shè)計(jì)參數(shù)條件下的可靠性,在本章中將對(duì)風(fēng)機(jī)模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究,介紹風(fēng)機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的基本思路和其中涉及的相關(guān)技術(shù)。
4.1風(fēng)機(jī)模塊化設(shè)計(jì)目標(biāo)
軸流風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)是根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù),在滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的前提下,計(jì)算出風(fēng)機(jī)的有關(guān)幾何參數(shù),其中主要的設(shè)計(jì)參數(shù)有全壓和流量。為了確定本文風(fēng)機(jī)模塊化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo),本文搜集了一些國內(nèi)市場(chǎng)上現(xiàn)有軸流風(fēng)機(jī)的性能參數(shù),見表4.1。
由表4.1可知,直徑是800mm、900 mm和1000 mm的軸流風(fēng)機(jī),其流量范圍分別是 18000 ~ 30000 m3/h、24000 ~ 36000 m3/h、36000 ~ 54000 m3/h,其全壓范圍是 300~670Pa、350~920Pa、470~770Pa。
本文模塊化風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的目標(biāo)選擇流量范圍10000?60000 m3/h,全壓范圍300~1000Pa。本文風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的變環(huán)量設(shè)計(jì)方法是基于800mm高壓軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)提出的,所以本文在進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)時(shí)選擇風(fēng)機(jī)直徑為800mm,設(shè)計(jì)流量選擇21000 m3/h?本文模塊化風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)即:在800mm風(fēng)機(jī)中設(shè)計(jì)原準(zhǔn)葉片,利用原準(zhǔn)葉片,模塊化設(shè)計(jì)直徑為900mm、1000mm的軸流風(fēng)機(jī),使所設(shè)計(jì)的800mm、900mm、1000mm風(fēng)機(jī)滿足上述設(shè)計(jì)目標(biāo)。
4.2原準(zhǔn)風(fēng)機(jī)輪轂比確定
軸流風(fēng)機(jī)模塊化設(shè)計(jì)是將葉片作為通用模塊,首先需要解決葉片的設(shè)計(jì)問題在進(jìn)行風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),首先需要確定風(fēng)機(jī)的輪轂比,在風(fēng)機(jī)直徑確定的前提下,選擇不同的輪轂比時(shí),對(duì)應(yīng)的葉片葉高不同,模塊化風(fēng)機(jī)的輪轂比也就不同。將800mm風(fēng)機(jī)的葉片模塊化設(shè)計(jì)900mm和1000mm時(shí),風(fēng)機(jī)的輪穀比會(huì)增大,根據(jù)前一章中對(duì)軸流風(fēng)機(jī)輪轂比對(duì)風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能影響的研究可知,當(dāng)風(fēng)機(jī)輪轂比過大時(shí),會(huì)使風(fēng)機(jī)的效率和全壓下降。本節(jié)對(duì)800mm原準(zhǔn)風(fēng)機(jī)輪轂比的選擇進(jìn)行研究。
在通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)輪轂比一般為0.3~0.7[17】》本文選取不同風(fēng)機(jī)輪毅比,以相同設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī),進(jìn)行對(duì)比,以研究風(fēng)機(jī)輪轂比對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響。設(shè)計(jì)參數(shù)為:轉(zhuǎn)速460rpm,設(shè)計(jì)流量21000 m3/h,設(shè)計(jì)靜壓600Pa,動(dòng)葉9片,靜葉8片,均成周向均布。輪穀比分別選擇0.45、0.475、0.5、0.525、0.578和0.6,對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣動(dòng)性能模擬,如下圖:根據(jù)性能可知,當(dāng)風(fēng)機(jī)輪穀比減小時(shí),軸流風(fēng)機(jī)的介質(zhì)流通面積增大,風(fēng)機(jī)的性能曲線向大流量偏移;在相同流量下,小輪教風(fēng)機(jī)的壓力高,是因?yàn)檩喎Y比減小,風(fēng)機(jī)葉片變長,增強(qiáng)了風(fēng)機(jī)的做功能力。另外,在一定范圍輪穀比變化范圍內(nèi),隨著風(fēng)機(jī)輪穀比的減小,風(fēng)機(jī)最高效率點(diǎn)處的效率變高,但是隨著風(fēng)機(jī)輪穀比減小,效率峰值點(diǎn)處的效率增加幅度逐漸減小,當(dāng)風(fēng)機(jī)輪穀比減小到0.475和0.45時(shí),風(fēng)機(jī)峰值效率點(diǎn)處的效率增加幅度就不明顯了,繼續(xù)減小輪穀比對(duì)于效率而言,并無太大影響。因?yàn)樵?00mm原準(zhǔn)風(fēng)機(jī)條件下設(shè)計(jì)的通用葉片在模塊化設(shè)計(jì)900mm和1000mm風(fēng)機(jī)時(shí),風(fēng)機(jī)的輪穀比會(huì)增大,所以800mm原準(zhǔn)風(fēng)機(jī)考慮選擇盡可能小的輪穀比進(jìn)行葉片設(shè)計(jì)。