【正文】 業(yè)的重要性，更堅定了我搞機械的決心，要在將來的崗位上做出一番成就。通過這次設計也使我認識到是科學是不能馬馬虎虎對付的，只有認真鉆研，認真學習，不斷完善自己才能取得滿意的成果，一蹴而就是不可能的，必須要踏踏實實的打好基礎，堅實的基礎才會有更大的發(fā)展。這里面的關鍵在于人，只要發(fā)揮自己的主觀能動性，一切困難都是可以克服的。致謝經(jīng)過兩個月的刻苦鉆研和學習，對于軸流式局部通風機設計從整體上有了一定的認識，更就其中某些細節(jié)有了深刻的理解。本設計任務是在吳青老師的悉心指導下得以順利完成，在此，謹向他們及其他幫助過我的老師和同學們致以衷心的謝意。在設計過程中，通過查閱大量相關資料，結合前期的生產(chǎn)調(diào)研實習，使我對于 BDJ 通風機設計思路由模糊到清晰，從而達到了畢業(yè)設計要求的理論聯(lián)系實際的鍛煉目的。雖然如此，但由于本人水平有限，設計經(jīng)驗不足，再加之時間的倉促，本設計中在所難免地會存在一些不足與缺陷，熱誠希望各位老師與讀者給與不吝批評與指正，在此一并謝過。參考文獻[1] ，2022，15(4):82～85 .[2] ，機械工業(yè)出版社，2022.[3] 梁錫智，吳海，1999，24(1):94～97.[4] ：機械工業(yè)出版社，～213.[5] ：天津大學出版社，、324.[6] (上、下冊).北京：機械工業(yè)出版社，～232.[7] 丁伯民，：化學工業(yè)出版社，～242，254～257.[8] ，1999(6):15～17.[9] ，1999(增刊):21～23.[10] ，1999(6):10～14.[11] 濮良貴，：高等教育出版社，～110[12]Jansen, W. Steady fluid flow in a radial vaneless diffuser. Trans. ASME, J. Basic Engng, 1964, 86, 607619. [13]Jansen, W. Rotating stall in a radial vaneless diffuser. Trans. ASME, J. Basic Engng, 1964, 86, 750758. [14]Wiesner, F. J. A review of slip factors for centrifugal pressors. Trans. ASME, Ser. A, 1967, 89, 558.附錄 A通過應用分散器中的導葉改善軸流式風機的性能介紹平行壁無葉分散器中的流程得到離心式風機和壓縮機的廣泛應用，其本質(zhì)是在很大程度上是由強森調(diào)查并描述的。他在無葉片的空間展示了歪曲界面層的發(fā)展和旋轉(zhuǎn)失速的存在。這些現(xiàn)象也出現(xiàn)在用于混雜流動機器的圓錐形環(huán)型分散器中。在這種情況下，旋流以及由此產(chǎn)生的垂直于分散器壁的體積力(參見圖 1)，會在中心端凸墻附近產(chǎn)生一個靜壓力，這個靜壓力要低于側(cè)凹墻上產(chǎn)生的靜壓力。它與壁面摩擦力一起導致在中心端墻壁附近產(chǎn)生一個低能源區(qū)域，并且逆流一定發(fā)生在分散器的中心端。這種不利的氣流會導致很低的分散效率和不穩(wěn)定的氣流，例如葉輪和分散器中的旋轉(zhuǎn)失速。圖 分散器導葉位于導流罩上并通過半個徑向無葉分散器通道，Yoshinaga 等人將其應用于高比轉(zhuǎn)速離心壓縮機。 他們獲得了改善的壓力恢復和通過分散器通道的等速流。 最近， Sitaram和 Issac [4]采取了一種相似的方法，但是從輻形分散器的插孔邊應用了部分高度導葉。 這項研究研究了一系列導葉高度，其百分比是 0% (無葉片的分散器)， 20%， 30%， 40%和 100% (滿葉分散器)。 他們表示，與無葉片的分散器比較，20%高度導葉的應用提高了高峰能量系數(shù)并改善了操作范圍。要矯正軸流式分散器中不利氣流，Sakai 等調(diào)查了一臺式樣分散器，其低度導葉附著在中心墻壁上。 這次調(diào)查顯示，導葉的應用能有效的壓制氣流逆轉(zhuǎn)的發(fā)展。 當前實驗性調(diào)查用來尋找界面層葉片理想的數(shù)量和最佳的地點以得到軸流式通風機的最佳性能。高度為 5mm (分散器通道深度的 20%)的導葉位于在圓錐形環(huán)型分散器的中心。葉片被設計成一條恒定角度為 30176。、厚度為 的對數(shù)螺線。性能測試和詳細的分散器氣流測量能確定(a)葉片的最佳數(shù)量， (b)導葉的最佳位置，并且(c)可以在改善設計方面加強對內(nèi)部流場的理解。測試設備如圖 2。用于此次研究的是一臺具體速度 Ns= 的軸流式風機。為獲得在分散器的軸對稱流，用一蓄電池室代替正常的收集蝸殼，并且通過調(diào)整 72 個槽孔可以得到不同的空氣質(zhì)量流量。葉輪和分散器的基本設計規(guī)格如下：葉輪出口插孔墻壁和圓錐環(huán)形分散器椎體角度 a=60186。葉輪入口槳葉角（計量從子午圈方向） b=50 186。葉輪出口槳葉角（計量從子午圈方向） bi=30 186。平均半徑葉輪出口 ri=平均半徑分散器出口 r2=分散器通道深度 b1=b2=26mm刀片數(shù)量 12圖 圖 （5 導葉）導葉的設計在錐形表面上提供了一個 30186。 常數(shù)螺旋角和一 5mm（大約分散器深度的 20%)的高度。導葉位于圓錐形環(huán)型分散器的插孔邊，其入口半徑比為 ，出口半徑比為 。對于供選擇的設計分離機葉片其入口半徑比 或 。測試風機的入口壓力被視為高壓水龍頭的均值，位于四條直徑逆流葉輪和二條直徑順流流程直挺器。對于分散器入口和排放條件的測量，分散器導流罩和中心墻壁上裝有 10 個高壓水龍頭，半徑為 R= 和 R=。靜壓就是通過這十個壓力讀數(shù)的平均值評估得到估計。對于分散器中詳細氣流的測量，沿著圖 3 中顯示的線和點制作了三孔眼鏡蛇型偏航探頭。偏航探頭由 不銹鋼管做成的，并且探針的最大投影面積大約是通道氣流區(qū)域的 %。有人認為，探針對流場的影響是很小的。從顯示的每半徑比的側(cè)墻上安裝探頭，并且通過轉(zhuǎn)動中心墻修改周圍環(huán)境，就是相對探頭移動了葉片通道。對于壓力測量，需要一臺壓力傳感器。結果討論對風機和分散器性能的第一次研究是為了確定全長導葉的最宜數(shù)量，從入口半徑比 延長到出口半徑比 ；這些葉片從進口半徑比 或 延長到出口半徑比 .結果討論對風機和分散器性能的第一次研究是為了確定全長導葉的最宜數(shù)量，從入口半徑比 延長到出口半徑比 ；這些葉片從進口半徑比 或 延長到出口半徑比 . 葉片數(shù)量的考慮5,11 和 17 導葉的軸流式風機的基本性能與圖 4 中的無葉分散器的差不多。上橫坐標表示的是流程角（從正切方向測得）和入射角（入射角被定義為空氣角減去葉片角） 。在無葉片空間中假定一個葉輪滑動系數(shù)和常數(shù)氣流角，從葉輪出口氣流條件可計算出氣流角。 滑動速度和滑動系數(shù)的計算是基于 Wiesner 的相關理論，適當修改軸流式風機以允許非徑向排出。圖 圖 圖 （無葉分散器）圖 向分量的分布（11 導葉）圖 Cpt 的分布（f=）葉輪的相關壓力系數(shù)由風機入口和分散器入口的壓力差異計算得到。對于無葉分散器，葉輪壓力系數(shù)的峰值出現(xiàn)在氣流系數(shù) 為 ，并且顯然葉輪和無葉分散器的特點沒有得到很好的匹配。分散器中導葉的結構影響葉輪氣流條件，并將葉輪峰值壓力系數(shù)降低到大約 ，而沒有明顯的改變其大小。行程壓力系數(shù)的大小由于導葉的應用而增加，峰值也在氣流系數(shù)大約為時出現(xiàn)，因此就能更好的和葉輪匹配。11 和 17 葉輪的應用導致在很寬的工作范圍內(nèi)出現(xiàn)高壓系數(shù)。圖 6 中顯示了各個分散器效率。分散器效率由分散器中實際和理論靜態(tài)壓力增長率來定義，公式為v1 表示分散器進口速度，根據(jù)上面描述，其值通過葉輪出口的滑動系數(shù)和分散器的常數(shù)氣流角估算得到。分散器效率的估算受流量系數(shù)的限制，在分散器進口并未出現(xiàn)逆流，當逆流存在時效率的定義就不再是有意義的。對于無葉分散器，效率呈線性增加，流量系數(shù)也從 增加到 。之后效率基本保持不變，流量系數(shù)則繼續(xù)增加。低流量系數(shù)區(qū)域的低效率是由于分散器中心墻附近的逆流造成的。這個逆流區(qū)導致分散器很大堵塞，因此可以有效的阻止速度的減少。隨著流率的增加，逆流區(qū)域下降，不再存在 的流量系數(shù)。無葉分散器因此需要逆流才能運行，在這個氣流范圍內(nèi)，葉輪給出了峰值壓力增長值(如圖 5)。11 和 17 式導葉的引用提高了分散器在整個氣流范圍內(nèi)的效率（如圖 6） 。而在 到 的低流量系數(shù)范圍內(nèi)這種提高更明顯，同時整個過程中壓力系數(shù)的增高也能反映這種提高（如圖 4） 。在 以上的高流量系數(shù)范圍內(nèi)，當使用無葉分散器時行程壓力系數(shù)是最大的（如圖 4） 。這是由于在高流量區(qū)域內(nèi)葉輪性能更好（如圖 5） 。增加流量入射角成負增加，而分散器效率（如圖 6）線性增加。但是入射角是基于一維分析，只給定了平均角；它沒有反映出導葉實際的入射角。零入射角時的流量系數(shù)要比通過一維流角估計的大，因為在半徑比為 到 的無葉通道內(nèi)扭曲的邊界層會繼續(xù)延伸。圖 （f=，距離中心孔墻壁 2mm）圖 8 中顯示了 5 葉和 11 葉分散器上總壓系數(shù) Cpt 在垂直于中心孔墻壁和一系列不同半徑比的平面上的分布。在此橫截面上，集流器和導流罩都呈圓弧狀，但是在這里我們將其設為矩形網(wǎng)格?？倝合禂?shù) Cpt 為局部總壓比?？倝毫νㄟ^三洞眼鏡蛇探頭在測量。隨著半徑比的增加，在流量系數(shù)為 的情況下，在葉片的凹側(cè)（圖 8 中葉片的右邊）就會出現(xiàn)一個低能區(qū)域。這個低能區(qū)域的中心位于葉片離中心孔墻壁高度的 倍的位置，即半徑 R=（低總壓系數(shù)）區(qū)域不會出現(xiàn)在葉片的凸側(cè)，它是由中心孔墻壁附近的高切向流形成的。當這個小角氣流通過葉尖時，它從葉片中分離出來，低能尾跡也會有所發(fā)展。提高葉片數(shù)量會降低尾跡的程度，提高能量。低能尾跡不會通過提高葉片數(shù)量來消除。但是 11 葉片設計優(yōu)于 5 葉片設計。 導葉最佳位置的考慮為了獲得導葉的最佳位置，就要考慮 5 葉和 11 葉風機中心孔墻壁附近的氣流分布。圖 9a和 9b 顯示了流量系數(shù) Φ=0:32 時，距離中心孔墻壁 2mm 的圓錐形環(huán)節(jié)上的速度分布。圖 圖 9a 和 9b 中顯示了由于中心孔墻壁附近的扭曲的邊界層的發(fā)展，隨著氣流通過分散器速度就會趨于切向。5 導葉分散器入口處的氣流幾乎是沿著導葉的，但是在低氣流區(qū)，少量導葉不能糾正傾斜流?；谶@些發(fā)現(xiàn)，就要考慮分割葉片，見圖 9c 和 9d。分割葉片的高度、厚度和安裝角與全葉形的相同。盡管增加葉片數(shù)量會導致摩擦損失，但是考慮到改善氣流導向會導致整個性能的提高。具有分割葉片的設計的風機的性能與具有 11 全葉的風機和不具葉片的風機相比，見圖 10.分割葉片設計的應用導致了在流量系數(shù)上有相當大的改善，表明在低流量系數(shù)條件下穩(wěn)定性提高了。正梯度向低流量方向移動。這種風機性能的改善是由于當引入分割葉片設計時分散器效率的提高，見圖 。四種典型的分散器的速度 vm 徑向分量在流量系數(shù)為 f= 時的分布，見圖 葉間速度分布（見圖 3 中線 C） 。沒有導葉，中心墻附近由逆轉(zhuǎn)氣流引起的氣流通道的阻塞就會更嚴重，因此限制了風機的流量范圍。5 導葉風機中，從半徑比為 到分散器出口都存在著逆流（見圖 12b） 。雖然 11 導葉風機中沒有逆流，但是 Vm 在分散器出口就會變得非常小，且接近圓周方向。這個圓周方向的氣流導致了葉片凹側(cè)附近產(chǎn)生了一個低能區(qū)（見圖 8） 。這個位于下游區(qū)葉片間的氣流也會產(chǎn)生阻礙，但是其范圍遠比設計無導葉風機時小的多。分割葉片是應用導致中心孔墻壁附近氣流分布的進一步提高。這也就會導致低流量系數(shù)時分散器的更高的效率，增大風機的運行范圍。圖 基于對軸流式風機分散器通道的性能測試和詳細的氣流測量，得出以下結論：（1）.通過安裝導葉分散器氣流結構得到改善，并且分散器效率也得到大大提高。（2）.為提高機器在較廣范圍內(nèi)的性能和氣流的穩(wěn)定，已確定其最佳數(shù)量和最適宜的安排。（3）.通過對分散器通道中的氣流結構進行了準備的測量，糾正了通過導葉調(diào)整逆流和不穩(wěn)定氣流的過程。參考文獻：[1]威斯納.《離心式壓縮機滑因素綜述》.譯者：美機工協(xié)會。[2]詹森，瓦特.《徑向無葉分散器中的旋轉(zhuǎn)失速》.譯者：美機工協(xié)會，學者貝斯克，1964,86,750758.[3]詹森，瓦特.《徑向無葉分散器中的穩(wěn)定流體流動》.譯者：美機工協(xié)會，學者貝斯克，1964,86,607619.附錄 BPerformance improvement of a axial fan through the application of guide fences in the vaneless diffuser 1. INTRODUCTIONThe nature of the flow in the parallel walled vaneless diffuser, monly adopted for centrifugal fans and pressors, was extensively investigated and described by Jansen[1, 2]. He showed the development of the skewed boundary layer and the existence of rotating stall in the vanele