【導(dǎo)讀】本文主要論述了風機的分類、應(yīng)用領(lǐng)域及國內(nèi)外的發(fā)展狀況。該風機由集流器、葉輪、電機、風。筒、擴散器等部分組成。風機的兩級葉輪分別用兩個相同型號的隔。爆電機驅(qū)動，可根據(jù)需要來調(diào)節(jié)風壓和流量。在風機的入口和出口。處采用了外包復(fù)式消聲結(jié)構(gòu)來降低噪聲。該風機主要應(yīng)用于煤礦井。下掘進工作面的局部通風.它具有體積小、流量大、風壓高的優(yōu)點,非常適合井下巷道的長距離通風.應(yīng)用等環(huán)量方法進行空氣動力計算。風機各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計流線罩與擴散器的尺寸參數(shù)計算。

　　

【正文】 ?sinb ㎜ ?cosb ㎜ 2 各 截面翼形的重心坐標 各計算截面的翼型的重心坐標可由式 (128)和式 (129)計算求得 : bx ? (228) 36 Cy ? (229) 各 截面翼型的重心坐標列下表 : 表 29 各 截面的重心坐標 第 Ⅰ 截面 第 Ⅱ 截面 第 Ⅲ 截面 第 Ⅳ 截面 第 Ⅴ 截面 0x 0y 3 重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影 重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影列于下表 : 表 210 重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影 第 Ⅰ 截面 第 Ⅱ 截面 第 Ⅲ 截面 第 Ⅳ 截面 第 Ⅴ 截面 ?sin0x ?cos0x ?sin)( 0xb? ?cos)( 0xb? 4 各 截面的翼型尺寸 各計算截面的翼型尺寸列于下表 : 37 表 211 各計算截面的翼型尺寸 截面 坐標 單位 翼型尺寸 Ⅰ x ㎜ y ㎜ Ⅱ x ㎜ y ㎜ Ⅲ x ㎜ y ㎜ Ⅳ x ㎜ y ㎜ Ⅴ x ㎜ y ㎜ 38 第 三 章 集流器與流線罩 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 集流器與流線罩一起 ,組成了光滑的漸縮形流道 .其作用就是使氣流在其中得到加速 ,以便在損失很小的條件下 ,能在軸流通風機級的入口前面建立起一個均勻的速度場和壓力場 。優(yōu)化了風機的入口條件， 提高風機的運行效率和降低風機的噪聲。 通風機級入口條件對于級的工作有很大影響 ,如果在設(shè)計中缺少其中任何一個部件 ,以及設(shè)計不夠合理 ,都會惡化級的入口條件 ,使地通風機性能變壞 . 集流器對于軸流通風機的性能有 很大的影響 ,實驗證明 ,沒有集流器的軸流通風機要比具有優(yōu)良集流器的通風機的全壓及全壓效率分別低10%～ 12%級 10%～ 15%.有集流器的軸流通風機的流量系數(shù)也要增加一些 .流線罩的有無 ,以及它 的形狀 ,對于軸流通風機的性能是有影響的 ,尤其是當通風機輪轂比較大的時候 。 [8] 集流器的選擇 集流器型線的選擇 集流器的型線一般為圓弧或者雙曲線 .為了便于集流器的加工制造 ,本設(shè)計選用圓弧型集流器 . 集流器尺寸的確定 對于圓弧型集流器 ,在設(shè)計時應(yīng)該考慮圓弧型線半徑 cr 葉輪直徑 D 之比 ?Drc 時 ,其損失系數(shù)已經(jīng)很小 ,約為 。當 ?Drc 時損失系數(shù)可以忽略不計 ,因此 ,在設(shè)計中可去集流器的尺寸如下 : 1 圓弧半徑 39 mmDrc ???? 。 2 集流器長度 Dlc )~(? 。本設(shè)計取 mmDl c ???? 3 集流器外徑 DDc )~(? 。本設(shè)計 取 mmDD c ???? . 流線罩的選擇 流線罩型式的選擇 如前所述 ,流線罩的功用在于和集流器一起組成光滑的漸縮流道 ,用來保證優(yōu)良的軸流通風機的進氣條件 .流線罩通常為半球型或流線型 .考慮到加工制造方便本設(shè)計采用了比較常用的半球型流線罩 . 流線罩尺寸的確定 半 球 型 流 線 罩 的 半 徑 等 輪 轂 半 徑 . 如 上 計 算 已 確 定 輪 轂 直 徑4 9 77 1 ???? Dd ㎜ 。流線罩的半徑即為 : ㎜ 集流器與流線罩的結(jié)構(gòu) 集流器的曲線入口一般由鋼板卷壓而成，后端焊接 上法蘭使之可以與風筒通過螺栓連接在一起。為了加工方便流線罩由鋼板直接沖壓成型。集流器與流線罩通過支撐板焊接在一起。其 結(jié)構(gòu)型式如圖： 40 圖 31 集流器與流線罩 41 第 四 章 擴散器 軸流通風機的出口動壓在全壓中所占的比例比離心通風機大得多 .這是因為軸流通風機工作時 ,通風機級的出口氣流軸向速度相當大 ,與之相對應(yīng)的動壓也較大 ，與之相對應(yīng)的動壓約占通風機全壓的30%～ 50%，而離心通風機的出口動壓僅占全 壓的 5%～ 10%[7]。 為了減少軸流通風機出口流速 ,提高靜壓 ,需要在軸流通風機的出口處安裝擴散器 ,同時也提高了通風機的靜壓效率 .此外 ,由于通風機排氣噪聲的聲功率與通風機出口氣流速度成線性 關(guān)系 [18],因此在通風機級的出口設(shè)計擴散器還可以顯著降低通風機的排氣噪聲 .所以擴散器是軸流通風機的重要組成部分 . 擴散器的型式 軸流通風機擴散器的結(jié)構(gòu)型式隨著外殼和芯筒的型式不同而各有不同 .常用的擴散器型式 如圖 41 所示： 圖 41 常用的擴散器型式 本 設(shè)計選用了 其中 比較常用的一種型式即芯筒是漸縮的流線 ,而外殼為圓筒形 . 42 擴散器尺寸的確定 擴散器的出口等值的直徑 eD4 為 : 222_4)()1(D??????? dnD e (41) 由文獻 [8]一般優(yōu)良的擴散器 等值張開角 ?? 12~8?? 取為 ?10 則擴散器芯筒的長度等于擴散器的長度 : 3 0 15t a n22t a n212_24???????????ddDL (42) 流線型的芯筒可按 [8]中 表 41 流線體型坐標計算得到 ： 表 41 流線體坐標 (%)lx 40 50 60 70 80 90 95 100 (%)maxddx 100 60 0 43 第 五 章 噪聲的控制 環(huán)境噪聲污染的危害 噪聲對人體的影響和危害一般可分為勞動保護和環(huán)境 保護兩方面，前面指危害人的身體健康，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，后者指干擾環(huán)境安靜，影響人們正常的工作和生活。噪聲對人體健康危害主要表現(xiàn)在：損傷聽力，造成噪聲性耳聾；導(dǎo)致大腦皮層興奮和平衡失調(diào)，腦血管功能損害，導(dǎo)致神經(jīng)衰弱；損傷心血管系統(tǒng)，引發(fā)消化系統(tǒng)失調(diào)，影響內(nèi)分泌；干擾人們正常的生活、休息、語言交談和日常的工作學習，分散注意力，降低工作效率。 噪聲治理的基本原理 形成噪聲污染主要是三個因素，即：聲源、傳播媒介和接收體。只有這三者同時存在，才能對聽者形成干擾。從這三方面入手，通過降低聲源、限制噪聲傳播、阻斷 噪聲的接收等手段，來達到控制噪聲 的目的，在具體的噪聲控制技術(shù)上，可采用吸聲、隔聲和消聲三種措施。 吸聲 當聲波入射到物體表面時，部分聲能要被物體吸收轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，稱為吸聲。材料的吸聲性能用吸收系數(shù)來表示，吸聲系數(shù)越大，則表示材料的吸聲性能越好。材料的吸聲性能與材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和聲波的入射角度及聲波的頻率有關(guān)。多孔吸聲材料的吸聲機理是：材料內(nèi)部有無數(shù)細小的相互貫通的孔洞，當聲波入射到這些材料的表面，進而入射到這些細小的孔隙內(nèi)時，要引起孔隙內(nèi)的空氣運動，緊靠孔壁和纖維表面的空氣，因摩擦和粘滯運 動阻力44 而不易運動，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉。故性能良好的吸聲材料要多孔，孔與孔之間互相貫通，并且貫通的孔洞要與外界連通，使聲波能進入材料內(nèi)部。如對應(yīng) 1000 赫茲聲波， cm10 厚的超細玻璃棉的吸聲系數(shù)是 。 隔聲 隔聲所采用的方法是將噪聲源封閉起來，使噪聲控制在一個小的空間內(nèi)，這種隔聲結(jié)構(gòu)稱為隔聲罩。在聲波遇到屏蔽物時，由于界面特性阻抗的改變，入射聲能的一部分被反射，一部分被吸收，一部分聲能透進屏蔽物繼續(xù)傳播。材料的隔聲性能可用透聲系數(shù)來表示。透聲系數(shù)越小，表示透進去的聲能越少，材料的隔聲性能越好。材料的隔聲性能與隔聲體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和入射聲波的頻率有關(guān)。 消聲 消聲是將多孔吸聲材料固定在氣流通道內(nèi)壁，或按一定方式固定在管道中，以達到削弱空氣動力性噪聲的目的，消聲量一般可達到 50~10 分貝。 消聲結(jié)構(gòu)設(shè)計 通風機在工作時，產(chǎn)生的噪聲主要包括空氣動力性噪聲和機械性噪聲。其中，空氣動 力性噪聲的強度最大，是通風機噪聲的主要成分?？諝?動力性噪聲又包括旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。 對于局扇，在通風機輻射的噪聲中，其進出口部位輻射的噪聲強度最大。 抑制這部分噪聲最有效的措施是在通風 機的進出氣口安裝消聲器?？紤]到局扇的工作環(huán)境本設(shè)計決定采用目前大多數(shù)軸流風機所采用的外包復(fù)式消聲結(jié)構(gòu)。在風機的兩級筒體級擴散器外面 用玻璃布包超細玻璃棉的吸聲結(jié)構(gòu)。 45 結(jié)論 對風機的分類及應(yīng)用做了比較詳細的分析，了解了風機的歷史和國內(nèi)外風機技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對設(shè)計做了詳盡的分析確定了設(shè)計思想。 在綜合了國內(nèi)外 軸流風機的設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，對幾種比較流行的設(shè)計理論做了比較，我選用了 合適的設(shè)計方法和設(shè)計理論對設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)進行了分析和設(shè)計計算。其中做了風機葉輪的空氣動力計算其葉片的外型尺寸計算。選取了較流行的 LS 翼型葉片，更好地滿足設(shè)計參數(shù)的要求。為保證風機流道的光滑，設(shè)計了集流器、流線罩及擴散器等結(jié)構(gòu)使風機的效率更高。 采用了同型號的兩個隔爆電機分別驅(qū)動兩級葉輪，電機的隔爆性能確保風機在井下的危險環(huán)境中工作時 更加安全 。風機外殼用高效的吸聲材料超細玻璃棉包裹，確保低噪聲的工作環(huán)境。本設(shè)計絕對能滿足給定的設(shè)計參數(shù)及井下實際的工作環(huán)境。 體積小、噪聲低、風量可調(diào)的節(jié)能型設(shè)計定能在煤礦的局部通 風中廣泛應(yīng)用。 46 致謝 在設(shè)計計算過程中，我遇到了很多的困難，但都一一解決掉了這都歸功于 老師的指導(dǎo)。是老師在我做設(shè)計的過程中給我指名了我設(shè)計的方向，給了我很多建議，在設(shè)計完成的后期工作中幫我檢查錯誤。我相信老師和我的努力一定會結(jié)出碩果。此外我還要感謝四年來辛勤培育我的各位師長，是他們教給了我很多知識、技能和做人的道理。大學期間的學會了如何學習，這是最重要的一點，它讓我能更快地適應(yīng)各式各樣的環(huán)境。在做這次設(shè)計時，我深深體會到了自己掌握知識的不足之處，我還要繼續(xù)學習。 在我的專業(yè)路上走 好，在我的工作崗位上做出成績以此來感謝培養(yǎng)我的父母和祖國。 47 參考文獻 1. 袁 麗 ， 柴 光 遠 .對 旋 軸 流 通 風 機 新 設(shè) 計 方 法 的 提 出 .煤 礦 機械 . 7 期 :6～ 8. 2. 王曉林，張美琴 . 對旋式通風機噪聲控制措施的探討 . 礦業(yè)安全與環(huán)保 , 2020,31(6). .對旋式軸流通風機設(shè)計中的幾個問題 .風機技術(shù) .1999 第6 期 :15～ 39 ,高風強 .對旋風機的改進設(shè)計 .煤炭科學技術(shù) .1998 第 26卷 38～ 40 ,羅瑞華 .隔爆 型對旋 式局部 通風 機 的研 制 .江西 煤炭 科技 .2020 第 2 期 47～ 48 .流體力學 .煤炭工業(yè)出版社 .1986. .通風機 .北京 :機械工業(yè)出版社 .1981 .軸流通風機使用技術(shù) ,機械工業(yè)出版社 .2020 年 3 月 ,陳祖蘇 .流體機械 .煤炭工業(yè)出版社 . .通風機手冊 .北京 :機械工業(yè)出版社 .1994 .風機手冊 .機械工業(yè)出版社 .1999 年 5 月 ,韓建勇 .工程流體力學 .哈爾濱出版社 . .流體力學與風機 .中國建筑工業(yè)出版社 .1985 Flow and(Design and Practice).London:Gee Newnes .1996 A Years of Progress in MiningMechanical Mining Electeical and Mechanical R A. Axial Flow Fans and York:John Wiley＆ 48 附錄 1 冷卻系統(tǒng)技術(shù) 的發(fā)展趨勢 大 流量 和高 靜 壓 的新技術(shù) : 對旋式風機 Yoshihiko Aizawa 隨 著世界核心 技術(shù) (信息技術(shù) )的飛速發(fā)展， 在 許多 電子設(shè)備 當中譬如 說 服務(wù)器 、 通信 器材 等 以 CPU 和 PDD 為代表的 固定 設(shè)備 不斷 出了 的 微 型化 趨勢 。這些 設(shè)備 在 功能 加的同時也伴 隨 著 散熱 的 不斷增加 , 這種情況 預(yù)計 在未來一段時間里將 會 一直持續(xù) 下去 。 與此 同時 , 在