【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 葉輪產(chǎn)生的流動(dòng)損失。一般斷面逐漸有些收斂的進(jìn)氣箱的效果較好。 前導(dǎo)器 —般在大型離心通風(fēng)機(jī)或要求特性能調(diào)節(jié)的通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口或進(jìn)風(fēng)口的流道內(nèi)裝置前導(dǎo)器。用改變前導(dǎo)器葉片角度的方法，來(lái)擴(kuò)大通風(fēng)機(jī)性能、使用范圍和提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性。前導(dǎo)器有軸向式和徑向式兩種。 擴(kuò)散器 擴(kuò)散器裝于通風(fēng)機(jī)機(jī)殼出口處，其作用是降低出口氣流速度，使部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。根據(jù)出口管路的需要，擴(kuò)散器有圓形截面和方形截面兩種。3. 3 通風(fēng)機(jī)重要參數(shù) 離心式通風(fēng)機(jī)()，可以看出它主要由進(jìn)氣空、進(jìn)氣口、葉輪、蝸殼、出氣口和擴(kuò)散器等幾個(gè)部件組成。 離心式風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)有以下幾個(gè)。 (體積流量或質(zhì)量流量)：指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)出口斷面的氣體量(體積或質(zhì)量)。當(dāng)用體積流量時(shí)，用Q表示，單位為立方米每秒(m3／s)，當(dāng)用質(zhì)量流量時(shí)，用Qm表示，單位為千克每秒(kg／s)或千克每小時(shí)(kg／h)，質(zhì)量流量和體積流量的關(guān)系為 Qm=Qρ (31) 其中ρ為氣體密度，單位為kg／m3。 將單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)口斷面的體積流量稱(chēng)為理論流量，用Qth表示。由于能量的轉(zhuǎn)換是在葉輪內(nèi)進(jìn)行的，因此，只有將經(jīng)過(guò)葉輪做功的高壓氣體盡可能多地送出去才能使風(fēng)機(jī)充分發(fā)揮其作用。而實(shí)際上，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(葉輪)和固定部件之間總是有空隙的，因此，在葉輪四周的氣體就會(huì)由高壓側(cè)沿間隙漏向低壓側(cè)，這部分泄漏的氣體(其流量用q表示)由于不經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)出口斷面流出，因而未被有效利用。所以，實(shí)際被利用的流量小于通過(guò)葉輪輸送的理論流量，該理論流量為 Qth=Q+q于是，風(fēng)機(jī)的容積效率為 （32）2. 壓強(qiáng)：指風(fēng)機(jī)的壓強(qiáng)升，即進(jìn)出口斷面單位體積氣體的能量差，用壓強(qiáng)差ΔP表示，單位為帕(Pa)。風(fēng)機(jī)的壓強(qiáng)升又分全壓升ΔP、靜壓升ΔPst為和動(dòng)壓升ΔPd。風(fēng)機(jī)在工作過(guò)程中，氣體從進(jìn)口至出口要克服各種阻力，因而有能量損耗。對(duì)風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，氣體在傳輸過(guò)程中獲得的能量并未完全轉(zhuǎn)變成壓強(qiáng)升送出去，而這種損失是由于氣體的流動(dòng)引起的，通稱(chēng)為流動(dòng)損失，用ΔPh表示。所以風(fēng)機(jī)實(shí)際產(chǎn)生的全壓升ΔP比理論全壓升要小，即 ΔP=ΔPth ΔPh （33） 風(fēng)機(jī)的流動(dòng)效率為 （34）(3)轉(zhuǎn)速n：風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速直接影響風(fēng)機(jī)的流量、壓強(qiáng)和效率。轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)每分（r／min）。 (4)軸功率：驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)所需要的功率，或者說(shuō)是單位時(shí)間內(nèi)傳遞給通風(fēng)機(jī)軸的能量稱(chēng)為軸功率，用P表示，單位為瓦(W)或千瓦（KW）。 從壓強(qiáng)升的定義可以得出單位體積的氣體經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)后具有的能量為ΔPth，若體積流量為Qth(m3／s)，則單位時(shí)間內(nèi)氣體獲得的能量稱(chēng)為氣體功率(或稱(chēng)為內(nèi)功率)，用PJ表示，有 PJ =QthΔPth (35) 考慮流動(dòng)損失ΔPh和容積損失q后，實(shí)際氣體的有效功率Pe為 Pe＝(Qth q)( ΔPth ΔPh) (36)(5)效率 效率是反映所設(shè)計(jì)、制造的風(fēng)機(jī)性能優(yōu)劣的指標(biāo)，表示能量的利用和轉(zhuǎn)換程度。對(duì)于風(fēng)機(jī)，實(shí)際氣體功率Pe是氣體經(jīng)過(guò)葉輪后獲得的能量，風(fēng)機(jī)的軸功率Ps是原動(dòng)機(jī)輸入的功率，所以風(fēng)機(jī)的有效效率ηc為 (37)所以風(fēng)機(jī)的有效效率(總效率) ηc為 ηc= ηq ηh ηm (38)4 CG150離心式通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)是一種廣泛應(yīng)用于冶金、煤炭、電力、輕紡等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域、品種規(guī)格非常多的通用機(jī)械，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)約有2000多家風(fēng)機(jī)制造商，生產(chǎn)約200多個(gè)系列近萬(wàn)種規(guī)格的各類(lèi)風(fēng)機(jī)隨著社會(huì)的進(jìn)步和物質(zhì)生活的豐富，人們所需要的產(chǎn)品品種規(guī)格越來(lái)越多，產(chǎn)品也越來(lái)越具有個(gè)性化，隨之也需求越來(lái)越多品種規(guī)格的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品與之配套。通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品選型是通風(fēng)機(jī)研究設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中碰到的第一個(gè)問(wèn)題，在研究開(kāi)發(fā)一種新產(chǎn)品時(shí)，為了避免重復(fù)勞動(dòng)，設(shè)計(jì)人員首先要檢索過(guò)去己經(jīng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的產(chǎn)品，找出與設(shè)計(jì)要求的性能相近、效率高、噪聲低的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上，采用最可靠、最簡(jiǎn)單的?；O(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合用戶(hù)要求的風(fēng)機(jī)，這樣既可以節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間和產(chǎn)品制造費(fèi)用，又可以縮短產(chǎn)品生產(chǎn)供貨時(shí)間。 通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)包括氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算等內(nèi)容。本章主要講述氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容，而通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)又分為相似設(shè)計(jì)和理論設(shè)計(jì)兩種方法。相似設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單、可靠，在工業(yè)上被廣泛使用；而理論設(shè)計(jì)方法用于設(shè)計(jì)新系列的通風(fēng)機(jī)。本章主要論述CG150離心通風(fēng)機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)的一般方法。4. 1 工作原理當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的氣體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，并使氣體從葉片之間的出口處甩出。被甩出的氣體擠入機(jī)殼，于是機(jī)殼內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增高，最后被導(dǎo)向出口排出。氣體被甩出后，葉輪中心部分的壓強(qiáng)降低。外界氣體就能從風(fēng)機(jī)的吸人口通過(guò)葉輪前盤(pán)中央的孔口吸人．源源不斷地輸送氣體。 CG150鼓風(fēng)機(jī)工作原理圖定子總成；2，螺栓；3，4，6，墊圈；轉(zhuǎn)子總成；前軸承蓋；前軸承外套；1定位軸承室；1輪蓋密封；1輪盤(pán)密封；1平衡室蓋；15，1密封組；1直通壓注油杯；1銅熱電阻；1聯(lián)軸器部；后軸承箱；2銷(xiāo)；2螺母。離心式通風(fēng)機(jī)的主要?dú)鈩?dòng)部件是葉輪、外殼和集流器，葉輪由前盤(pán)、后盤(pán)和固定在兩盤(pán)之間的葉片組成。葉輪是通風(fēng)機(jī)中將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體能量的惟一部件，它的幾何形狀、尺寸和轉(zhuǎn)速等基本參數(shù)制約著氣體在葉輪中流動(dòng)的特征，次定著通風(fēng)機(jī)的流量、壓強(qiáng)升，以及流量與壓強(qiáng)升之間的關(guān)系。氣體在通風(fēng)機(jī)中的實(shí)際流動(dòng)情況相當(dāng)復(fù)雜，其中涉及到各種流動(dòng)損失，利用數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確求出其特性是很困難的，為此，需要在一定的假設(shè)條件卜，首先建立一個(gè)理想的葉輪模型，通過(guò)分析理想的葉輪模型得到基本參數(shù)之間的關(guān)系以后，再逐步加以修正使其更接近于實(shí)際情況。4．2 設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 離心通風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)中根據(jù)給定的條件：容積流量、通風(fēng)機(jī)全壓ΔP、工作介質(zhì)及其密度ρ，以及其他要求，確定通風(fēng)機(jī)的主要尺寸。例如，葉輪進(jìn)出口直徑及直徑比D1／D轉(zhuǎn)速n、葉輪進(jìn)出口寬度b1和b進(jìn)出口葉片角β1A和β2A葉片數(shù)z，以及葉片的型線(xiàn)繪制和擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)，以保證通風(fēng)機(jī)的性能。 對(duì)于通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的要求： 在效率盡可能高的條件下，為滿(mǎn)足所需要的流量、全壓及其他要求，所進(jìn)行的通風(fēng)機(jī)流道幾何尺寸的汁算，稱(chēng)之為空氣動(dòng)力計(jì)算，簡(jiǎn)稱(chēng)為氣動(dòng)力計(jì)算。通過(guò)氣動(dòng)力計(jì)算，可決定出通風(fēng)機(jī)流道的幾何尺寸，將其化成葉輪直徑D2的百分?jǐn)?shù)，可得出它們的相對(duì)尺寸，以此相對(duì)尺寸所繪出的通風(fēng)機(jī)幾何圖形(不包括各零件的厚度)稱(chēng)之為通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力略圖，空氣動(dòng)力略圖是同一類(lèi)型通風(fēng)機(jī)所共有的幾何圖形。 在通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算中，除了要滿(mǎn)足一定流量和全壓以外．還有下面一些要求： 通風(fēng)機(jī)工作區(qū)域越大，它所適用的范圍就越廣。在產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)時(shí)，就可用較少的機(jī)號(hào)布滿(mǎn)一定的流量全壓范圍。 工作區(qū)域的大小，可以利用幾何不同的指標(biāo)來(lái)評(píng)定。這里只介紹兩種：1)等積孔變化幅度λA 式中 ——工作區(qū)域中的最大等積孔系數(shù)； ——工作區(qū)域中的最小等積孔系數(shù)；2)流量變化范圍Δφ Δφ=φmaxφmin式中φmax——工作區(qū)域中的最大流量系數(shù)； φmin——工作區(qū)域中的最小流量系數(shù)； 決定通風(fēng)機(jī)工作區(qū)示意圖 2．調(diào)節(jié)深度要深如果某通風(fēng)機(jī)沒(méi)有調(diào)節(jié)裝置。這會(huì)使通風(fēng)機(jī)增加不必要的電能消耗。為了避免不必要的電能消耗及滿(mǎn)足用戶(hù)所需要的風(fēng)量，尤其是工況不斷變化的通風(fēng)機(jī)，必須附帶調(diào)節(jié)裝置。通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能可用額定流星下的調(diào)節(jié)深度ε來(lái)衡量： （41）式中 ——整個(gè)工作范圍內(nèi)與最高效率相對(duì)應(yīng)的最大靜壓系數(shù)； ——整個(gè)工作范圍內(nèi)與最高效率相對(duì)應(yīng)的最小靜壓系數(shù)；以前導(dǎo)器調(diào)節(jié)的無(wú)因次曲線(xiàn)為例，來(lái)說(shuō)明通風(fēng)機(jī)工作范圍的確定方法()。為了確定工作范圍，首先在不同前導(dǎo)器角度的壓力系數(shù)曲線(xiàn)上畫(huà)出等效率曲線(xiàn)。允許使用的最低效率的等效率曲線(xiàn)與各壓力系數(shù)曲線(xiàn)分別相交于4及2各點(diǎn)。其次，再畫(huà)出喘振線(xiàn)1ab。為保證通風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)地且可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，通風(fēng)機(jī)的工況不應(yīng)超出1a5786421的范圍，該范圍稱(chēng)為ηst≥。 確定通風(fēng)機(jī)工作范圍用圖 通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)深度越大，說(shuō)明通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)性能越好。采用前導(dǎo)器調(diào)節(jié)時(shí)，ε=—。例如強(qiáng)后向翼型離心風(fēng)機(jī)，當(dāng)采用軸向前導(dǎo)器時(shí)，其調(diào)節(jié)深度ε=，用改變尾翼安裝角來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，其調(diào)節(jié)深度為ε=~，可見(jiàn)改變尾翼角度的調(diào)節(jié)方法。在調(diào)節(jié)性能上比用前導(dǎo)器調(diào)節(jié)好。因此這種方法已為國(guó)外所采用。 通風(fēng)機(jī)設(shè)備是通風(fēng)機(jī)及其附加部件〔如進(jìn)氣箱及擴(kuò)散器等)的總稱(chēng)。通風(fēng)機(jī)設(shè)備全效率ηu為： （42） pu為通風(fēng)機(jī)設(shè)備全壓，它是單位體積的空氣經(jīng)過(guò)通風(fēng)機(jī)設(shè)備時(shí)所獲得的能量。 通風(fēng)機(jī)及其設(shè)備在管網(wǎng)工作時(shí)，其工況點(diǎn)不一定落在額定工況上：尤其是管網(wǎng)阻力改交頻繁，工況時(shí)常變化的通風(fēng)機(jī)，如電站通風(fēng)機(jī)。因此把通風(fēng)機(jī)額定工況下的全效率，作為評(píng)定通風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是不恰當(dāng)?shù)模云骄首鰹樵u(píng)定通風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)比較合理。 通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方法可以概括為平滑式及階段式兩種。在整個(gè)工作范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行連續(xù)的、平滑的調(diào)節(jié)，稱(chēng)之為平滑式調(diào)節(jié)，如前導(dǎo)器角度能自動(dòng)的調(diào)節(jié)。在整個(gè)工作范圍內(nèi)，不能進(jìn)行連續(xù)的、平滑的調(diào)節(jié)，稱(chēng)之為階段式調(diào)節(jié)．如分檔改變前導(dǎo)器角度的調(diào)節(jié)。 平滑調(diào)節(jié)時(shí)的平均效率ηa可用下式計(jì)算： （43）或 （44） 計(jì)算平均效率時(shí)，可在通風(fēng)機(jī)工作范圍內(nèi)分成許多小方塊，從這些小方塊幾何中心，可查出有關(guān)數(shù)值，然后利用公式(45)或公式(46)計(jì)算去ηa。 階段式調(diào)節(jié)時(shí)的平均效率可用下式計(jì)算： （45） （46）為了計(jì)算ηa,可在通風(fēng)機(jī)工作范圍中，在相鄰兩壓力曲線(xiàn)間，選取許多平均工況點(diǎn)，經(jīng)過(guò)這些個(gè)均工況點(diǎn)，引相當(dāng)于管網(wǎng)曲線(xiàn)的輔助拋物線(xiàn)，進(jìn)而計(jì)算出有效功率(或用有效功率系數(shù))及軸功率Pah(或軸功率系數(shù)λ)。采用階段式調(diào)節(jié)時(shí)，通風(fēng)管網(wǎng)中會(huì)有多余的風(fēng)量，這將增加不必要的電能消耗。 在上述計(jì)算中，如果通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次曲線(xiàn)中用的是靜壓系數(shù)ψat時(shí)，則所計(jì)算出的是平均靜效率Pah；用的是設(shè)備壓力系數(shù)ψu(yù)時(shí)，則所計(jì)算出的是設(shè)備平均效率ηm。 從上述可知，要想提高通風(fēng)機(jī)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，必須提高通風(fēng)機(jī)的平均效率及設(shè)備平均效率。而這些效率的提高，又與通風(fēng)機(jī)及其設(shè)備效率高、效率曲線(xiàn)平坦及調(diào)節(jié)方法優(yōu)良等有直接關(guān)系。例如某通風(fēng)機(jī)的最大設(shè)備效率ηamax=，平滑調(diào)節(jié)時(shí)的平均效率ηau＝，階段式調(diào)節(jié)時(shí)．則ηm＝?？梢?jiàn)，優(yōu)良的調(diào)節(jié)方法對(duì)設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)的重要性。 4．機(jī)器尺寸要小、重量要輕 一般說(shuō)來(lái)，機(jī)器尺寸小，可以減少機(jī)器重量、節(jié)省材料、降低成本以及運(yùn)輸方便、起動(dòng)容易等。 噪聲是一種公害，它會(huì)影響人們的休息和健康，以至降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。我國(guó)曾提出工業(yè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)的建議：為使長(zhǎng)期工作在噪聲環(huán)境中的95％以上的工人，不會(huì)因噪聲引起心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病，對(duì)于新建企業(yè)及車(chē)間的噪聲標(biāo)淮不得超過(guò)85dB(A)。隨著環(huán)境不同，噪聲的容許標(biāo)準(zhǔn)值也有所不同，如會(huì)議室及辦公室為35dB(A)，體育館為45dB(A)，車(chē)間大致為45~75d