【正文】 格上的優(yōu)勢。所以在污水處理廠中羅茨風(fēng)機(jī)一般適用于池深較淺，需要的風(fēng)量和風(fēng)壓較小的情況。目前多用于曝氣沉砂池和濾池反沖洗的供氣上使用。而離心鼓風(fēng)機(jī)在大氣量時相比羅茨鼓風(fēng)機(jī)不僅效率高，而且噪音小，性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，節(jié)約能源，維護(hù)方便等。所以在生化池曝氣供氧中目前多采離心風(fēng)機(jī)。查詢最新研究資料，了解離心式鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理及其在各方面的運用；根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計參數(shù)：進(jìn)氣壓力1㎏f/㎡(A)，溫度20℃，相對濕度80%，進(jìn)氣流量100m3/min，㎏f/㎡(G)進(jìn)行熱力計算，計算出電機(jī)功率；設(shè)計出鼓風(fēng)機(jī)氣流通道結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括進(jìn)氣通道、二元流葉輪、擴(kuò)壓器、蝸殼；熟悉使用YaoCCAD，繪出氣流通道結(jié)構(gòu)圖及鼓風(fēng)機(jī)總圖；對離心式鼓風(fēng)機(jī)噪聲和喘振問題的一些分析。 設(shè)計中的重點內(nèi)容：根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計參數(shù)，運用效率法進(jìn)行多種方案的熱力計算，選擇出最佳方案。2 離心式鼓風(fēng)機(jī)基本理論 在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，特別是在采礦、石油、化工、制冷、動力和冶金等部門中廣泛使用鼓風(fēng)機(jī)來輸送氣體和提高氣體的壓力。，離心式鼓風(fēng)機(jī)的工作原理跟離心式壓縮機(jī)的相似，它主要依靠旋轉(zhuǎn)葉輪與氣流間的相互作用力來提高氣體壓力，同時使氣流產(chǎn)生加速度而獲得動能，然后氣流在擴(kuò)壓器中減速，將動能轉(zhuǎn)化為壓力能，進(jìn)一步提高壓力。在壓縮過程中氣體流動是連續(xù)的。它廣泛用于各種工藝過程中輸送空氣和各種氣體，并提高其壓力。離心式鼓風(fēng)機(jī)是一種葉片式旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它利用葉片和氣體的相互作用，提高氣體的壓力和動能，并利用相機(jī)的通流元件使氣體減速，將動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ奶岣摺Ｋ墓ぷ鬟^程是當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪中葉片之間的氣體也跟著旋轉(zhuǎn)，并在離心力的作用下甩出這些氣體，氣體流速增大，使氣體在流動中把動能轉(zhuǎn)換為靜壓能，然后隨著流體的增壓，使靜壓能又轉(zhuǎn)換為速度能，通過排氣口排出氣體，而在葉輪中間形成了一定的負(fù)壓，由于入口呈負(fù)壓，使外界氣體在大氣壓的作用下立即補(bǔ)入，在葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)作用下不斷排出和補(bǔ)入氣體，從而達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。 同等功率下，風(fēng)壓和風(fēng)量一般呈反比。 同等功率下，風(fēng)壓高，風(fēng)量就會相對低，而風(fēng)量大，風(fēng)壓就會低些，這樣才能充分利用電機(jī)的功效率。 單級離心式鼓風(fēng)機(jī)示意圖 離心式鼓風(fēng)機(jī)零件很多，這些零件又根據(jù)他們的作用組成各種部件。我們把離心式鼓風(fēng)機(jī)中可以轉(zhuǎn)動的零件統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子。不能轉(zhuǎn)動的零部件稱為靜子。 轉(zhuǎn)子是離心式鼓風(fēng)機(jī)的主要部件。它是由主軸，葉輪和平衡盤等組成。（1）葉輪葉輪也稱為工作輪。它是鼓風(fēng)機(jī)中最重要的一個部件。氣體在葉輪葉片的作用下，跟著葉輪作高速旋轉(zhuǎn)。而氣體由于受到旋轉(zhuǎn)離心力的作用，以及在葉輪里的擴(kuò)壓流動，使氣體通過葉輪后的壓力得到了提高。此外，氣體的速度能也同樣是在葉輪里得到了提高。因此，可以認(rèn)為葉輪是使氣體提高能量的唯一途徑。葉輪按照結(jié)構(gòu)形式可以分為開式、半開式和閉式三種，在大多數(shù)情況下，后兩種葉輪在鼓風(fēng)機(jī)中得到了廣泛的運用。葉輪根據(jù)彎曲形式不同，分為前彎式、后彎式和徑向式三種。前彎式葉輪由于效率低，在鼓風(fēng)機(jī)中不采用，僅在通風(fēng)機(jī)中采用。工業(yè)壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)普遍采用后彎式，它又分為一般彎曲和強(qiáng)后彎式兩種。葉輪根據(jù)加工方法不同可以分為鉚接型、焊接型和整體型，鉚接型葉輪分為一般鉚接和整體鉚接。 （2）主軸主軸上安裝所有的旋轉(zhuǎn)零件，其作用就是支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞轉(zhuǎn)矩。主軸的軸線也就是確定各旋轉(zhuǎn)零件的幾何軸線。主軸是階梯軸，以便于零件的安裝。各階段突肩起軸向定位作用，也可以用光軸，因為它又形狀簡單、加工方便的特點。靜子中所有零件均不能轉(zhuǎn)動。它是由機(jī)殼、擴(kuò)壓器、蝸室和密封等組成。 （1）機(jī)殼機(jī)殼也稱為氣缸。機(jī)殼是靜子中最大的零件。它通常是用鑄鐵或者鑄鋼澆鑄出來的。對于高壓離心式壓縮機(jī)，都采用圓筒行鍛鋼機(jī)殼，以承受高壓。機(jī)殼一般有水平中分面，以便于裝配。上下機(jī)殼用定位銷定位，用螺栓連接。下機(jī)殼裝有導(dǎo)柱，便于裝拆。軸承箱與下機(jī)殼分開澆鑄。吸氣室是機(jī)殼的一部分，它的作用是把氣體均勻的引入葉輪。吸氣室內(nèi)常澆鑄有分流肋，使氣流更加均勻，也起增加機(jī)殼剛性的作用。 （2）擴(kuò)壓器氣體從葉輪流出時，它具有較高的流動速度。為了充分利用這部分速度能，常常在葉輪后面設(shè)置了流通面積逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)壓器，用以把速度能轉(zhuǎn)化為壓力能，以提高氣體的壓力。擴(kuò)壓器一般有無葉擴(kuò)壓器、葉片擴(kuò)壓器、直壁擴(kuò)壓器等多種型式。 （3）蝸殼 蝸殼的主要目的是把擴(kuò)壓器后面或者葉輪后面的氣體匯集起來，把氣體引到壓縮機(jī)外面去，使它流向氣體輸送管道或流到冷卻器去進(jìn)行冷卻。此外，在匯集氣體的過程中，在大多數(shù)情況下，由于蝸殼外徑的逐漸增大和通流截面的漸漸擴(kuò)大，也對氣流起到一定的降速擴(kuò)壓作用。 （4）密封密封有隔板密封、輪蓋密封和軸端密封。密封的作用是防止氣體在級間倒流及向外泄露。為了防止通流部分中的氣體的級間倒流，在輪蓋處設(shè)有輪蓋密封。在隔板和轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔板密封。這兩種密封統(tǒng)稱為內(nèi)密封。為了減少和杜絕機(jī)器內(nèi)部的氣體向外泄露，或者外界氣體竄入機(jī)器內(nèi)部，在機(jī)器端安裝了端密封。這種密封統(tǒng)稱為外密封，最常見的是迷宮式密封。密封片為軟金屬制成，可以用車削制成，將它嵌入密封體內(nèi)。由于密封片較軟，當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動與密封片相碰時，密封片易磨損，而不致于轉(zhuǎn)子損壞。密封的作用原理就是利用氣流經(jīng)過密封時的阻力來減少泄漏量。流量、壓力比、軸功率、轉(zhuǎn)速及效率是表示鼓風(fēng)機(jī)性能的主要參數(shù)，稱為鼓風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)。 流量 單位時間內(nèi)流經(jīng)通風(fēng)機(jī)的氣體容積或質(zhì)量數(shù)，稱為流量。容積流量：單位時間流經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)的氣體容積。常用單位為/s、/min、/h，分別用表示。質(zhì)量流量：單位時間內(nèi)流經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)的氣體質(zhì)量。單位為kg/s、kg/min、kg/h，分別用表示。壓力比鼓風(fēng)機(jī)的壓力比是指進(jìn)口絕對壓力與排氣絕對壓力的比值。壓力比轉(zhuǎn)速 指鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度，鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的快慢將直接影響鼓風(fēng)機(jī)的流量、壓力、效率。單位為r/min,常用n表示。 軸功率驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)所需要的功率N稱軸功率，或者說單位時間內(nèi)傳遞給鼓風(fēng)機(jī)軸的能量，單位為KW。 級效率鼓風(fēng)機(jī)是用來提高壓力的機(jī)械。離心式鼓風(fēng)機(jī)或級的效率，主要是用來說明傳遞給氣體的機(jī)械能的利用程度。在離心式鼓風(fēng)機(jī)中，經(jīng)常采用的是多變效率和定熵效率。多變效率是指由進(jìn)氣壓力增加到排氣壓力所需的多變壓縮功與實際所消耗的功（即總耗功）之比。定熵效率是指由進(jìn)氣壓力增加到排氣壓力時，定熵壓縮功與實際所消耗的功之比。 離心式鼓風(fēng)機(jī)的熱力計算無論是對離心式鼓風(fēng)機(jī)的熱力設(shè)計，還是使用部門選配鼓風(fēng)機(jī)以及對特定鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱力氣動性能分析都是十分重要和基本的計算。目前，離心式鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)計方法大致可以分為以下三種：其一，是根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)經(jīng)驗和科學(xué)實驗結(jié)果，選取各元件的形式，有關(guān)的主要幾何參數(shù)相對值和有關(guān)損失系數(shù)、效率值，進(jìn)行熱力計算，計算出各特征截面的氣動熱力參數(shù)和流道的幾何參數(shù)。在計算各元件時，早期一般按元件效率等于級效率，不考慮各元件效率的不同，這種方法稱為平均效率法。顯然，這種方法缺點是沒有按各元件性能特點的級熱計算方法。其二，以各元件的實驗為基礎(chǔ)，設(shè)計計算通流部分各元件，確定有關(guān)幾何尺寸。這種方法常稱為按元件設(shè)計法，又稱為流道法。比較以上兩種方法可以看出，第二種方法比第一種方法合理些，但是需要有各典型元件的完善實驗數(shù)據(jù)，而且對各元件間相互影響也很難在計算中考慮，因此，難具有普遍意義。其三，以相似原理為基礎(chǔ)的?；O(shè)計法，以性能好的機(jī)器作為樣機(jī)，用相似換算方法設(shè)計出新的機(jī)器稱為整機(jī)模擬，根據(jù)性能好的級用相似法來設(shè)計新的級，稱為級模擬。顯然，按照這種方法設(shè)計出來的新機(jī)器性能是可靠的，而按照前兩種方法，性能方面會有偏差。當(dāng)然，在沒有性能呢好的級或者機(jī)器做樣本時，或者需要設(shè)計出比現(xiàn)在有的機(jī)器更好的性能時還得用前面2種方法。根據(jù)前面三種方法的講述，我們選擇使用最為廣泛的方法一效率法為本次設(shè)計的主要方法。離心式鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計時熱力計算大致可以分為三步：?整理設(shè)計要求和有關(guān)氣體性質(zhì)參數(shù)的計算；?方案計算；?各個元件的詳細(xì)計算。3 離心式鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計計算 確定含水蒸氣的濕空氣的氣體參數(shù)R，定熵指數(shù)。已知相對濕度為=，則1干燥混合氣體所含有的水蒸氣為 （） 其中，，是水蒸氣在溫度下的飽和壓力，當(dāng)時， 。濕空氣的氣體常數(shù) （）濕空氣的定熵指數(shù)為 （）所以其中，考慮到鼓風(fēng)機(jī)存在外漏氣，鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)口流量應(yīng)取得比設(shè)計任務(wù)中所提出的流量大一些，現(xiàn)取 （）由給定的進(jìn)出口壓力，計算壓力比 （）為了提高鼓風(fēng)機(jī)的性能，要求把升壓提高4%，確定出設(shè)計計算的壓力比. 則計算的壓力比 （）因為壓力比，所以選用單段的壓縮機(jī)。根據(jù)經(jīng)驗初步選取出口安裝角，流量系數(shù)=，葉片數(shù)Z為22片，輪阻及漏氣損失系數(shù)，多變效率根據(jù)前面選取的參數(shù)流動效率 （） 周速系數(shù) （）能量頭系數(shù) （）段的指數(shù)系數(shù) （） 多變壓縮功 （） 無論從結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、主機(jī)重量、調(diào)節(jié)范圍和效率方面，單級式都要優(yōu)于多級式，故本次設(shè)計采用單級式，則級數(shù)，設(shè)計的鼓風(fēng)機(jī)為單級高速鼓風(fēng)機(jī)。整圓后的圓周速度 （）葉輪出口的徑向分速 （） 葉輪出口氣流角 （）葉輪出口的絕對速度 （）吸氣室進(jìn)口到葉輪出口的溫度變化 （）葉輪出口比容比 （）因為徑向直葉片式葉輪比后彎型葉輪的反作用度小，葉輪出口馬赫數(shù)高，葉道內(nèi)擴(kuò)壓度以及速度不均勻性大。因而徑向直葉片式葉輪的效率一般比后彎式葉輪低，于是只要強(qiáng)度允許，采用后彎式更為有利。故選用后彎式葉片。因為是后彎式葉片，故選取相對寬度 則葉輪轉(zhuǎn)速 （）我們選取等厚兩邊打薄葉片，取葉片厚度，出口厚度則出口阻塞系數(shù) （校核） （）相對出口寬度 （校核） （）內(nèi)功率 （）考慮到，如果采用閉式葉輪，則強(qiáng)度校核不能滿足要求，故采用半開式葉輪。選取進(jìn)口法蘭的氣流速度 由于輪轂比 ，在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速允許的情況下，盡量取下限值。故選取選取速度系數(shù)由式 ，取直徑比 （）選取進(jìn)口阻塞系數(shù) 葉輪進(jìn)口比容比 （）葉輪出口比容比 （）葉輪進(jìn)口直徑由公式 （）葉輪進(jìn)口面積 （）葉輪進(jìn)口氣流速度 （）吸氣室進(jìn)口到葉輪進(jìn)口的溫升 （）葉輪進(jìn)口比容比 （校