【正文】 5 離心式鼓風機喘振和噪聲分析流體機械及其管道中介質(zhì)的周期性振蕩，是介質(zhì)受到周期性吸入和排出的激勵作用而發(fā)生的機械振動。已知旋轉(zhuǎn)輪盤的應力主要由質(zhì)量所引起，為此可將葉片質(zhì)量均勻分布在輪盤所在段得圓周上，作為附加厚度的形式加以考慮，稱其為帶有側面質(zhì)量的輪盤。故取機械損失則要所急的軸耗功率 （）對于氣體在鼓風機中的流動可以近似為多變過程。180176。在這次設計中，運用的是自由運動速度法即方法一，這次設計選用的橫截面為圓形截面。當時，通常取。前面已經(jīng)選取吸氣室進口氣流速度進氣室的壓力損失（其主要是連接管道、閥門等產(chǎn)生的壓力損失） 進氣室的進口壓力 （）進氣室進口氣流密度 （）進氣室進口直徑 （） （）進氣室進口面積 （）進氣室進口氣流速度 （校核） （） 擴壓器是葉輪兩側隔板形成的環(huán)形通道，其主要作用是增壓減速，擴壓器的結構形式主要有無葉擴壓器和葉片擴壓器。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)擴壓度以及速度不均勻性大。顯然，按照這種方法設計出來的新機器性能是可靠的，而按照前兩種方法，性能方面會有偏差。 離心式鼓風機的熱力計算無論是對離心式鼓風機的熱力設計，還是使用部門選配鼓風機以及對特定鼓風機進行熱力氣動性能分析都是十分重要和基本的計算。壓力比轉(zhuǎn)速 指鼓風機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度，鼓風機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的快慢將直接影響鼓風機的流量、壓力、效率。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。密封的作用是防止氣體在級間倒流及向外泄露。吸氣室是機殼的一部分，它的作用是把氣體均勻的引入葉輪。 （1）機殼機殼也稱為氣缸。工業(yè)壓縮機和鼓風機普遍采用后彎式，它又分為一般彎曲和強后彎式兩種。它是鼓風機中最重要的一個部件。 同等功率下，風壓和風量一般呈反比。查詢最新研究資料，了解離心式鼓風機結構和工作原理及其在各方面的運用；根據(jù)鼓風機設計參數(shù)：進氣壓力1㎏f/㎡(A)，溫度20℃，相對濕度80%，進氣流量100m3/min，㎏f/㎡(G)進行熱力計算，計算出電機功率；設計出鼓風機氣流通道結構參數(shù)，包括進氣通道、二元流葉輪、擴壓器、蝸殼；熟悉使用YaoCCAD，繪出氣流通道結構圖及鼓風機總圖；對離心式鼓風機噪聲和喘振問題的一些分析。本次設計的離心式鼓風機為單級離心式曝氣鼓風機，主要運用于污水處理廠曝氣。 離心式鼓風機的發(fā)展得益于許多學科發(fā)展和科技進步的成果，隨著當代科學技術的突飛猛進，離心式壓縮機無論是在性能上還是在安全可靠性上都獲得了很大的提高。特別是到了明末, 已出現(xiàn)了活塞式鼓風機。在東漢初年, 南陽太守杜詩就設計并制造了一種水力鼓風機用于冶金鑄造業(yè)。當壓力比3時，其段數(shù)為1。鼓風機的用途非常廣泛，根據(jù)其不同功效，鼓風機應用于生產(chǎn)、生活中多個環(huán)境中。再次，運用效率疊加法，主要根據(jù)徐忠編寫的離心壓縮機原理一書，對吸氣室、葉輪、擴壓器和蝸殼進行詳細設計計算。不僅如此，把這種操作程序反過來，就是蒸汽機活塞的直線往復運動向圓周運動的轉(zhuǎn)換。 新中國成立以來，隨著社會主義經(jīng)濟的發(fā)展，離心式鼓風機制造業(yè)也從無到有得到了迅速的發(fā)展，除了各大汽輪機廠外，還有許多鼓風機專業(yè)生產(chǎn)廠，如沈陽鼓風機集團，陜西鼓風機集團、重慶通用集團等可以生產(chǎn)各種規(guī)格的工業(yè)壓縮機和鼓風機。當前，國外一些著名的風機制造廠家，如美國的英格索蘭、德國的德馬克、瑞士的蘇爾壽、日本的川崎重工等公司，在設計理論上，采用國際先進的三元流動設計理論，隨著科技進步的飛速發(fā)展，并將在航天領域的磁力軸承技術，應用在離心式壓縮機和鼓風機產(chǎn)品上，采用電子控制系統(tǒng)對磁力裝置進行監(jiān)控，提高了機組運行可靠性。下表為羅茨風機和離心式鼓風機的綜合性能比較： 羅茨風機與離心式鼓風機比較 比較內(nèi)容羅茨風機離心式鼓風機效率效率低、能耗高效率高，能耗低噪聲本機噪音在90 dB 以上本機噪音在85 dB 以下風量調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速法和旁路放風閥法來調(diào)節(jié)風量風壓，調(diào)節(jié)范圍小通過調(diào)節(jié)導葉片角度來調(diào)節(jié)風量風壓，調(diào)節(jié)范圍45%100%設備占地設備占地大，所需鼓風機房面積大設備占地、所需鼓風機房面積比前者小安裝設備重量大，需配備大型起吊設備，安裝工程復雜，費用高設備重量較大，需配備起吊設備，安裝工程比前者簡單維護維護工作量較大維護工作量較小 從表中可知，羅茨鼓風機因為噪音較大，效率比離心風機要低，但是在小流量時相對離心鼓風機有價格上的優(yōu)勢。離心式鼓風機的工作原理跟離心式壓縮機的相似，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，然后氣流在擴壓器中減速，將動能轉(zhuǎn)化為壓力能，進一步提高壓力。我們把離心式鼓風機中可以轉(zhuǎn)動的零件統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子。此外，氣體的速度能也同樣是在葉輪里得到了提高。主軸的軸線也就是確定各旋轉(zhuǎn)零件的幾何軸線。對于高壓離心式壓縮機，都采用圓筒行鍛鋼機殼，以承受高壓。為了充分利用這部分速度能，常常在葉輪后面設置了流通面積逐漸擴大的擴壓器，用以把速度能轉(zhuǎn)化為壓力能，以提高氣體的壓力。這兩種密封統(tǒng)稱為內(nèi)密封。容積流量：單位時間流經(jīng)鼓風機的氣體容積。 級效率鼓風機是用來提高壓力的機械。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。離心式鼓風機設計時熱力計算大致可以分為三步：?整理設計要求和有關氣體性質(zhì)參數(shù)的計算；?方案計算；?各個元件的詳細計算。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，則強度校核不能滿足要求，故采用半開式葉輪。無葉擴壓器是由隔板兩個平壁構成的環(huán)形通道，通道截面為一系列的同心圓柱面。 蝸殼可以由不同的形式，在離心式壓縮機中最典型的是一種形似蝸牛殼的排氣蝸殼。30176。270176。葉片進口壓力 （）葉片進口比容 （）葉輪出口壓力 （）葉輪出口比容 （）多變指數(shù) （）蝸殼的出口壓力即排氣壓力 蝸殼的出口比容比 （）蝸殼出口氣流密度 （）蝸殼的出口溫度 （）因為進口出口速度相差很少故多變效率 （校核） （）等熵效率 （）由公式 （）其中葉片數(shù)為考慮到在不影響效率的情況下，適當?shù)娜∩舷?，可以減弱噪聲。這樣處理結果，保持了輪盤的幾何尺寸未變，故帶側面質(zhì)量的輪盤應力計算仍可采用不帶附加質(zhì)量的計算公式，僅對公式中反映質(zhì)量離心力的第三項系數(shù)（或）進行相應的修正，以反映葉片質(zhì)量的影響。流體機械產(chǎn)品一般都附有壓力流量特性曲線，據(jù)此可確定喘振點、喘振邊界線或喘振區(qū)。從圖中可以看出，在某轉(zhuǎn)數(shù)下離心式鼓風機的效率最高，則該轉(zhuǎn)數(shù)的特性曲線則是設計轉(zhuǎn)數(shù)特性曲線。當旋轉(zhuǎn)脫離擴散到整個通道，會使鼓風機出口壓力突然大幅下降，而管網(wǎng)中壓力并未馬上減低，于是管網(wǎng)中的氣體壓力就大于鼓風機出口處的壓力，管網(wǎng)中的氣體倒流向鼓風機，直到管網(wǎng)中的壓力下降至低于鼓風機出口壓力才停止。通過對進口導葉和擴壓器出口寬度的調(diào)節(jié)來消除喘振現(xiàn)象的發(fā)生。離心式鼓風機是污水處理廠的重要機械設備之一，喘振是離心鼓風機固有的特性，具有較大的危害?？諝庠谌~片間隨葉輪轉(zhuǎn)動而逐漸向外，在葉片出口處由于各點與蝸殼距離不相等，沿周向氣流的速度和壓力都不均勻，對蝸殼的壓力有詠動現(xiàn)象，這時開始產(chǎn)生噪聲。這種旋渦的剝落和耗散、以及紊亂來流引起繞流沖角的脈動，使葉片表面及蝸殼內(nèi)壁上的作用力產(chǎn)生脈動。有的電動機質(zhì)量不高，空載時噪聲便超過，所以降低電機噪聲也是一項重要措施。從理論上講，增大風機的葉片數(shù)，使蝸殼內(nèi)周向脈動減弱。葉片的厚度與形狀對葉片尾跡渦流的發(fā)生很有關系。因此，徑向直葉片及單圓弧彎曲葉片都是不理想的。 2）隔振 鼓風機因運轉(zhuǎn)不平衡，引起的振動通過地基傳給地板及墻壁等處，把聲音輻射出來，因而需在鼓風機的基礎、墻壁處，裝置隔振設施。 5）消聲在鼓風機進、排氣管遭上，安裝既可讓氣流正常流通又能消除噪聲的裝置來消除噪聲。阻性消聲器對中高頻消聲效果好、對低頻消聲效果較差。 共振式消聲器是利用共振結構的阻抗引起聲波的反射而進行消聲的，在一段氣流通道的管壁上開一些小孔，與管外密封的空腔相通，小孔與空腔組成了共振器，具有結構簡單，消聲效果好，阻力小等優(yōu)點。主要的工作內(nèi)容和結果為：1） 根據(jù)給定的參數(shù)，進行離心式鼓風機的結構設計和強度校核，計算結果符合設計要求。5） 、。60176。300176。在這次外出實習中，張老師豐富的實踐經(jīng)驗、博學的知識、對我的嚴格的要求和不厭其煩的講解，不僅使我能夠順利地完成畢業(yè)設計的任務，而且極大地拓寬了我的了解的范圍。118:597–605.[18] [J].,13(1)B1012.[19] [J].,(8)114116.[20] [J].（11）,7275.[21] [J].，7273.[22] [J].，2122.附錄 附圖1 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線 附圖2 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線 附圖3 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線 附圖4 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線 附圖5 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線 附圖6 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線 附圖7 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線 附圖8 錐形輪盤應力計算系數(shù)曲線