【正文】 m/s(176。表37 LS翼型各參數(shù)投影項目單位相對半徑mmmmmmmmmmmm計算參數(shù)的確定：在葉片設(shè)計時，已經(jīng)得出；風(fēng)機的理論全壓系數(shù)=，由文獻(xiàn)[13]得=。圖32 LS翼型結(jié)構(gòu)圖表35 LS翼型斷面坐標(biāo)值距前緣點距離5102030405060708090上表面坐標(biāo)100弦長在葉柵額線及葉柵軸向方向的投影列于下表36。 LS翼型坐標(biāo)LS翼型的原始翼型為英國LS螺旋槳翼型，后來稍加修改用于軸流通風(fēng)機。由于NASA65系列自成體系，其翼型及葉片中弧線的繪制方法于一般方法不同，國內(nèi)目前應(yīng)用較少，故不考慮選擇。表34 葉片數(shù)目與輪轂比之間的關(guān)系通過計算可以得出、等曲線，將這些曲線繪制于圖31中，可以看到各曲線光滑，證明計算是正確的。對于葉片數(shù)目的選擇計算，由表34，當(dāng)=。)mmZ=12mm根據(jù)文獻(xiàn)[13]中對翼型相對厚度懂得選取原則，中間各截面的可按直線規(guī)律變化，通過插值計算得出。)選用———根據(jù)1/u最大原則選擇———m中間各截面的bZ插計算(176。從表中可以看出，所以按孤立翼型設(shè)計是合適的。對于導(dǎo)流器，可計算函數(shù)為：==可以得到導(dǎo)流器的最小允許輪轂比為：由于所決定的輪轂比=＞，所以在后導(dǎo)流器葉片根部也不會產(chǎn)生氣流分離。由此得到葉輪輪轂直徑為：d=D==表31 不同全壓系數(shù)時所推薦采用的輪轂比≤02.~＞~~~為了判斷葉輪葉片根部和后導(dǎo)流器根部是否會發(fā)生氣流分離，應(yīng)驗算是否所取的輪轂比＞；求得通風(fēng)機的軸向速度為：==m/s= 則得到通風(fēng)機的無因次軸向速度為：= /=由表21的計算結(jié)果得到通風(fēng)機的全壓效率=，則通風(fēng)機的理論全壓系數(shù)為：=最佳計算參數(shù)，由文獻(xiàn)[13] ，查得=。輪轂比由文獻(xiàn)[13] ，當(dāng)通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)=157時，可選用=。當(dāng)風(fēng)機生壓或壓力系數(shù)較高時，應(yīng)取較大的，但是過大，葉片過短，流速損失大，效率降低，使風(fēng)機性能惡化，當(dāng)較大時，可以選較小一些的。以第一級葉輪計算為例，設(shè)計計算步驟如下：流量系數(shù)：＝＝＝全壓系數(shù)：===輪轂比的計算公式為=式中：為輪轂直徑，為外徑。二級軸流風(fēng)機的風(fēng)壓比為1：1，所以第一級葉輪和第二級葉輪參數(shù)相同。若已知最佳的、可以方便的計算一臺一定風(fēng)量風(fēng)壓的通風(fēng)機的最佳葉輪直徑和最佳轉(zhuǎn)速。（4） 轉(zhuǎn)速系數(shù)：轉(zhuǎn)速系數(shù)代表不同型號風(fēng)機在相同風(fēng)量和相同風(fēng)壓下轉(zhuǎn)速的相對值。（2） 壓力系數(shù)：壓力系數(shù)代表不同型號風(fēng)機在相同葉輪直徑和相同轉(zhuǎn)速下風(fēng)壓的相對值。根據(jù)上述參數(shù)，引入如下幾個無量綱系數(shù)及其關(guān)系表達(dá)式。葉片的空氣動力計算，是在滿足流量和全壓的條件下，為獲得高效率低噪音而進(jìn)行的葉片集合尺寸的計算。所以根據(jù)計算功率和風(fēng)機使用環(huán)境的要求，選擇電機型號YB200L12,其機構(gòu)如圖24所示YB20L12隔爆型三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率=30kW滿載時\額定電流=滿載時\額定轉(zhuǎn)速=2950r/min滿載時\效率=90%滿載時\功率因數(shù)\cosφ=堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=堵轉(zhuǎn)電流/額定電流=7A最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=重量=290kg圖24 YB200L12電機示意圖3 主要部件的設(shè)計計算葉輪是通風(fēng)最主要的部件，其主要作用是把原動機的能量傳遞給流體。表21 不同方案的計算結(jié)果n/(r/min)14502950備注/Pa1550155077157級型式R+S+R+SR+S+R+S—由級型式的范圍—計算D/m—圓整D/m—按文獻(xiàn)[12]/（m/s）—按下式計算電動機功率為kW kW式中─電動機功率儲備系數(shù)，對于軸流風(fēng)機，一般。由表計算結(jié)果看出，當(dāng)通風(fēng)機轉(zhuǎn)速n=1450r/min，=77,一般當(dāng)≤100時,優(yōu)先采用離心風(fēng)機，所以不能滿足要求。初步計算出不同方案通風(fēng)機的葉輪直徑Ｄ，然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，在求出其葉頂圓周速度。人們發(fā)現(xiàn)葉輪直徑與全壓、流量、及轉(zhuǎn)速之間存在一定的關(guān)系，即與通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)速存在一定的關(guān)系。葉輪直徑是軸流通風(fēng)機的一個重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，其大小直接影響通風(fēng)機的性能和結(jié)構(gòu)。實驗證實，葉輪葉頂圓周速度=m/s比較合適。 的選擇計算圓周速度是軸流通風(fēng)機設(shè)計中的重要參數(shù)之一。風(fēng)機的風(fēng)壓比是決定各級葉輪和導(dǎo)葉的主要參數(shù)之一。在二級軸流風(fēng)機中，常用的級型式有R+R（葉輪級+葉輪級）的對旋軸流風(fēng)機、R+S+R+S級（葉輪級+中導(dǎo)流級+葉輪級+后導(dǎo)流級）、以及P+R+S+R+S(前導(dǎo)流級+葉輪級+中導(dǎo)流級+葉輪級+后導(dǎo)流級)。如果提高轉(zhuǎn)速使通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)速增加，有可能得不到合理的通風(fēng)機級數(shù)，而且增加了圓周速度，從而使通風(fēng)機噪音增加。軸流通風(fēng)機提高轉(zhuǎn)速可以減少葉輪直徑及機器尺寸，并有利于提高通風(fēng)機的效率。目前軸流通風(fēng)機多由電動機直接驅(qū)動。軸靠兩端軸承支承，在通風(fēng)機中作高速回轉(zhuǎn)，因而軸要承載能力大、耐磨、耐腐蝕。軸是傳遞機械能的重要零件,原動機的扭矩通過它傳給葉輪。風(fēng)機外殼呈圓筒形,重要的是葉輪外緣與外殼內(nèi)表面的徑向間隙應(yīng)盡可能地減小。此外由于通風(fēng)機的出口處安裝擴散器還可以顯著降低通風(fēng)機的排氣噪音。軸流通風(fēng)機級的出口動壓在全壓中所占的比例比離心通風(fēng)機大的多，這是因為軸流風(fēng)機工作時，通風(fēng)機級的出口氣流軸向速度相當(dāng)大，與之相對應(yīng)的動壓約占通風(fēng)機全壓的。作用是使氣流順利地進(jìn)入風(fēng)機的環(huán)行入口信道，并在葉輪入口處,形成均勻的速度場。 由于其直徑較大，板厚較薄，在翻邊時容易起皺和出現(xiàn)裂紋，這是不允許的。剩余的旋繞速度使氣流不僅沿軸向，而且是沿螺線方向在擴散器中流動，有利于改善擴散器的工作。它的作用是將前級葉輪的流出氣流方向，轉(zhuǎn)為軸向流入后級葉輪。同時降低了裝置的局部阻力，能夠避免了傳動裝置損壞事故，消除了傳動裝置的能量損耗，在另一個方面上提高了風(fēng)機裝置效率。軸流式風(fēng)機其他基本結(jié)構(gòu)，如集流器、流線體、擴散器等都予以保留，并且按照國家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)加以設(shè)計。其方法大體如下：當(dāng)=～= （115～180）時，可以采用葉輪加后導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)；當(dāng)=～（80～115）時，可以采用前導(dǎo)葉加葉輪加后導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu) 。由于軸流是通風(fēng)機具體結(jié)構(gòu)方案的選擇問題比較復(fù)雜，在實際設(shè)計過程中，一般情況下需要根據(jù)制造廠現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的具體情況，參照相似條件下已有的典型產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，并在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上予以改進(jìn)。壓力系數(shù)、流量系數(shù)及功率系數(shù)的特性對比。本設(shè)計，在通風(fēng)機方案選擇過程中，主要是對以上四種形式進(jìn)行考慮，根據(jù)經(jīng)濟性、可靠性等方面進(jìn)行取舍。在某些情況下，為了使風(fēng)壓較高，而徑向尺寸較小，也可以采用兩個葉輪中間加一個導(dǎo)葉的方法，這可以看作兩極軸流式通風(fēng)機的改造形式。其布置往往使葉輪進(jìn)出口氣流的絕對速度大小相等，而旋轉(zhuǎn)方向相反，故而反應(yīng)度Ω=1，這種風(fēng)機的效率η=～。 兩種形式通風(fēng)機的速度三角形葉輪前后均設(shè)置導(dǎo)葉如圖21c 所示，此方案前導(dǎo)葉使氣流在葉輪進(jìn)口產(chǎn)生旋繞，后導(dǎo)葉使葉輪出口氣流整流后排出。其反應(yīng)度Ω＜1，一般為Ω=～。其常用于要求體積盡可能小的場合。這種級的特點是壓力系數(shù)高，反應(yīng)度Ω1，一般Ω=～。 軸流式通風(fēng)機幾種方案1葉輪，2前導(dǎo)葉，3后導(dǎo)葉 葉輪前加前置導(dǎo)葉如圖21a 所示，這種方案的通風(fēng)機中，氣流在前置導(dǎo)葉中加速并扭轉(zhuǎn)方向，使進(jìn)氣產(chǎn)生旋繞。范圍內(nèi)調(diào)整。葉輪葉片安裝角直接影響旋繞速度的增量，影響風(fēng)機全壓。一般說來,輪轂比大時,軸向速度Ca增大，葉片數(shù)目z和葉片相對寬度b/l(b為弦長，l為葉展)也相應(yīng)增大,風(fēng)機的風(fēng)壓系數(shù)提高；反之。葉輪外徑和風(fēng)機軸轉(zhuǎn)速決定圓周速度，直接影響到風(fēng)機全壓。葉輪是風(fēng)機的主要部件，決定著風(fēng)機性能的主要因素是風(fēng)機翼型，葉輪外徑，外徑對輪轂直徑的比值和葉輪轉(zhuǎn)速。已知設(shè)計參數(shù)Q=、全壓達(dá)到H=3100Pa、效率在以上，以電機直接驅(qū)動，二級普通軸流的條件下，設(shè)計所需風(fēng)機。采用多段式殼體，即用徑向剖分面將殼體垂直于軸線一段一段地分割開為多個部分。但壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應(yīng)用。以上三種通風(fēng)方式中，為了避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)流，應(yīng)當(dāng)滿足：（1） 風(fēng)機的風(fēng)量不得超過風(fēng)機所在的巷道風(fēng)量的70%；（2） 壓入式風(fēng)機應(yīng)置于貫穿風(fēng)流巷道的上風(fēng)側(cè)，抽出式風(fēng)機置于下風(fēng)側(cè)，風(fēng)機距掘進(jìn)巷道口不得小于10m；（3） 混合式通風(fēng)除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)使抽出式風(fēng)機風(fēng)量大于壓入式風(fēng)機風(fēng)量的20%30%，且抽出式風(fēng)筒入口與壓入式風(fēng)機入口之間的重疊距離應(yīng)大于10m。這種通風(fēng)方式綜合了抽出式和壓入式的有點，避免了各自的缺點。圖22 抽出式通風(fēng)安裝兩臺局部通風(fēng)機，一臺作壓入式，一臺作抽出式。抽出式通風(fēng)的缺點是風(fēng)筒吸入口的有效吸程短，風(fēng)筒吸風(fēng)口距工作面距離過遠(yuǎn)則通風(fēng)效果不好，過近則放炮時易崩壞風(fēng)筒；因污風(fēng)由局部通風(fēng)機抽出，一旦局部通風(fēng)機產(chǎn)生火花，將有引起瓦斯、煤塵爆炸的危險，安全性差。其機構(gòu)如圖22所示在瓦斯礦井中一般不使用抽出式通風(fēng)。圖21 壓入式通風(fēng)抽出式通風(fēng)是把局部通風(fēng)機安裝在離巷道口10m以外的回風(fēng)側(cè)。壓入式通風(fēng)的缺點是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時間長。缺點是污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進(jìn)巷道排出的速度慢，需要的通風(fēng)時間長。用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)通風(fēng)。工作面爆破后，煙塵充滿迎頭形成炮煙拋擲區(qū)。局部通風(fēng)機通風(fēng)按其工作方式不同分為壓入式、抽出式、混合式三種。2軸流通風(fēng)機總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計局部通風(fēng)機是井下局部地點通風(fēng)所用的通風(fēng)設(shè)備。在嚴(yán)謹(jǐn)計算、充分校核的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國風(fēng)機生產(chǎn)的現(xiàn)有條件、能力和技術(shù)水平，參照國內(nèi)外優(yōu)秀風(fēng)機的結(jié)構(gòu)性形式，最后設(shè)計出的兩級軸流式通風(fēng)機具有以下優(yōu)點：采用扭曲機翼型葉片，氣動效率高，節(jié)能效果極為顯著；葉片安裝角度可調(diào)，可根據(jù)礦井生產(chǎn)的變化，隨時調(diào)節(jié)風(fēng)機狀況；采用電動機與葉輪直聯(lián)的結(jié)構(gòu)，整體穩(wěn)定型好，安裝方便，維修容易，裝置局阻低，避免了傳動裝置損壞事故，也消除了傳動裝置的能量損耗，提高了風(fēng)機裝置效率；電機均安裝密閉罩中，密閉罩具有一定的耐壓性，可以使電機與風(fēng)機流道中含瓦斯的氣體隔絕，同時還起一定的散熱作用， 密閉罩設(shè)有兩排流線型風(fēng)管道，通過主風(fēng)筒與地面大氣相通，使新鮮空氣流入密閉罩中，同時又可使罩內(nèi)空氣在風(fēng)機運行中保持正壓狀態(tài)；結(jié)構(gòu)緊湊，防潮性能好。對于這些部件的設(shè)計，其難點在于設(shè)計出合理的結(jié)構(gòu)、尺寸以及指定各部件具體的加工方法、工藝過程和加工過程所應(yīng)滿足的技術(shù)要求等。本設(shè)計采用了孤立葉型進(jìn)行葉片葉型的設(shè)計。但是不論采用何種葉型數(shù)據(jù)及計算公式，其基本理論都是完全一致的，只不過其表現(xiàn)形式略為不同而已。對于軸流通風(fēng)機來說，由于葉柵稠度不大，一般b/t 1 ,可以把葉片當(dāng)作一個個互不影響的孤立葉片而按孤立葉型法設(shè)計，即假定孤立葉型的升力系數(shù)與葉柵中葉型的升力系數(shù)相等。其中主要的任務(wù)是對葉片葉型、葉片整體及葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計和通風(fēng)機其他結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計等。圖紙的繪制工作。保證設(shè)計參數(shù)流量達(dá)到Q=、全壓達(dá)到H=3100Pa、效率在以上。JBT62軸流式通風(fēng)機過流部件由集流器，葉輪，導(dǎo)葉，擴散器等幾部分組成。本次設(shè)計的內(nèi)容及工作量是確定JBT62軸流式通風(fēng)機總體方案設(shè)計，總體結(jié)構(gòu)及其組成，掌握軸流風(fēng)機工作原理，主要工況參數(shù)的意義。單級軸流風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)=18～90（即100～500）。一般軸流風(fēng)機的壓力系數(shù)較低。此外，軸流風(fēng)機還廣泛應(yīng)用于廠房、建筑物的通風(fēng)換氣、空氣調(diào)節(jié)、冷卻塔通風(fēng)、鍋爐鼓風(fēng)引風(fēng)、化工、風(fēng)洞風(fēng)源等方面。這樣不僅大大擴大了運行工況范圍，而且顯著提高了變工況下的效率，因此，其使用范圍和經(jīng)濟性均比離心式風(fēng)機好。由于葉輪強度和噪聲等原因，軸流風(fēng)機葉輪外徑的圓周速度一速高時，將產(chǎn)生比離心風(fēng)機大的噪聲。軸流通風(fēng)機很多是電機直聯(lián)傳動的，也可通過其他裝置進(jìn)行變速傳動。軸流式通風(fēng)機的主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成?！?5176。葉片均勻布置在輪轂上，數(shù)目一般為2～24。目前最大的軸流通風(fēng)機的流量可達(dá)1500萬m3/h。低壓軸流式通風(fēng)機的壓力在490Pa以下，高壓軸流式通風(fēng)機的壓力一般也在4900Pa以下，因此，相對于離心式通風(fēng)機而言，軸流式通風(fēng)機具有流量大、體積小，壓頭低的特點。氣體從集流器進(jìn)入。軸流式風(fēng)機風(fēng)壓一般在450 Pa～4500 Pa 之間，主要用于礦井、隧道、船艦倉室的通風(fēng)；紡織廠通風(fēng)、工業(yè)作業(yè)場所的通風(fēng)、降溫；化工氣體排送；熱電廠鍋爐的通風(fēng)、引風(fēng)；熱電站、冶金、化工等冷卻塔通風(fēng)冷卻。由于流體進(jìn)入和離開葉輪都是軸向的