【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；風機的理論全壓系數(shù)=，由文獻[13]得=。圖32 LS翼型結(jié)構(gòu)圖表35 LS翼型斷面坐標值距前緣點距離5102030405060708090上表面坐標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=。)mmZ=12mm根據(jù)文獻[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。對于導流器，可計算函數(shù)為：==可以得到導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流器根部是否會發(fā)生氣流分離，應驗算是否所取的輪轂比＞；求得通風機的軸向速度為：==m/s= 則得到通風機的無因次軸向速度為：= /=由表21的計算結(jié)果得到通風機的全壓效率=，則通風機的理論全壓系數(shù)為：=最佳計算參數(shù)，由文獻[13] ，查得=。輪轂比由文獻[13] ，當通風機的比轉(zhuǎn)數(shù)=157時，可選用=。當風機生壓或壓力系數(shù)較高時，應取較大的，但是過大，葉片過短，流速損失大，效率降低，使風機性能惡化，當較大時，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。二級軸流風機的風壓比為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量風壓的通風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)代表不同型號風機在相同風量和相同風壓下轉(zhuǎn)速的相對值。（2） 壓力系數(shù)：壓力系數(shù)代表不同型號風機在相同葉輪直徑和相同轉(zhuǎn)速下風壓的相對值。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行的葉片集合尺寸的計算。所以根據(jù)計算功率和風機使用環(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[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)，對于軸流風機，一般。由表計算結(jié)果看出，當通風機轉(zhuǎn)速n=1450r/min，=77,一般當≤100時,優(yōu)先采用離心風機，所以不能滿足要求。初步計算出不同方案通風機的葉輪直徑Ｄ，然后圓整為標準直徑，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，即與通風機的比轉(zhuǎn)速存在一定的關(guān)系。葉輪直徑是軸流通風機的一個重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，其大小直接影響通風機的性能和結(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機設(shè)計中的重要參數(shù)之一。風機的風壓比是決定各級葉輪和導葉的主要參數(shù)之一。在二級軸流風機中，常用的級型式有R+R（葉輪級+葉輪級）的對旋軸流風機、R+S+R+S級（葉輪級+中導流級+葉輪級+后導流級）、以及P+R+S+R+S(前導流級+葉輪級+中導流級+葉輪級+后導流級)。如果提高轉(zhuǎn)速使通風機的比轉(zhuǎn)速增加，有可能得不到合理的通風機級數(shù)，而且增加了圓周速度，從而使通風機噪音增加。軸流通風機提高轉(zhuǎn)速可以減少葉輪直徑及機器尺寸，并有利于提高通風機的效率。目前軸流通風機多由電動機直接驅(qū)動。軸靠兩端軸承支承，在通風機中作高速回轉(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)表面的徑向間隙應盡可能地減小。此外由于通風機的出口處安裝擴散器還可以顯著降低通風機的排氣噪音。軸流通風機級的出口動壓在全壓中所占的比例比離心通風機大的多，這是因為軸流風機工作時，通風機級的出口氣流軸向速度相當大，與之相對應的動壓約占通風機全壓的。作用是使氣流順利地進入風機的環(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機裝置效率。軸流式風機其他基本結(jié)構(gòu)，如集流器、流線體、擴散器等都予以保留，并且按照國家相應的標準加以設(shè)計。其方法大體如下：當=～= （115～180）時，可以采用葉輪加后導葉的結(jié)構(gòu)；當=～（80～115）時，可以采用前導葉加葉輪加后導葉的結(jié)構(gòu) 。由于軸流是通風機具體結(jié)構(gòu)方案的選擇問題比較復雜，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?shù)慕Y(jié)構(gòu)，并在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上予以改進。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，在通風機方案選擇過程中，主要是對以上四種形式進行考慮，根據(jù)經(jīng)濟性、可靠性等方面進行取舍。在某些情況下，為了使風壓較高，而徑向尺寸較小，也可以采用兩個葉輪中間加一個導葉的方法，這可以看作兩極軸流式通風機的改造形式。其布置往往使葉輪進出口氣流的絕對速度大小相等，而旋轉(zhuǎn)方向相反，故而反應度Ω=1，這種風機的效率η=～。 兩種形式通風機的速度三角形葉輪前后均設(shè)置導葉如圖21c 所示，此方案前導葉使氣流在葉輪進口產(chǎn)生旋繞，后導葉使葉輪出口氣流整流后排出。其反應度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，反應度Ω1，一般Ω=～。 軸流式通風機幾種方案1葉輪，2前導葉，3后導葉 葉輪前加前置導葉如圖21a 所示，這種方案的通風機中，氣流在前置導葉中加速并扭轉(zhuǎn)方向，使進氣產(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)也相應增大,風機的風壓系數(shù)提高；反之。葉輪外徑和風機軸轉(zhuǎn)速決定圓周速度，直接影響到風機全壓。葉輪是風機的主要部件，決定著風機性能的主要因素是風機翼型，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。但壓入式通風安全可靠性較好，故在煤礦中得到廣泛應用。以上三種通風方式中，為了避免產(chǎn)生循環(huán)風流，應當滿足：（1） 風機的風量不得超過風機所在的巷道風量的70%；（2） 壓入式風機應置于貫穿風流巷道的上風側(cè)，抽出式風機置于下風側(cè)，風機距掘進巷道口不得小于10m；（3） 混合式通風除應滿足上述要求外，還應使抽出式風機風量大于壓入式風機風量的20%30%，且抽出式風筒入口與壓入式風機入口之間的重疊距離應大于10m。這種通風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 抽出式通風安裝兩臺局部通風機，一臺作壓入式，一臺作抽出式。抽出式通風的缺點是風筒吸入口的有效吸程短，風筒吸風口距工作面距離過遠則通風效果不好，過近則放炮時易崩壞風筒；因污風由局部通風機抽出，一旦局部通風機產(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。圖21 壓入式通風抽出式通風是把局部通風機安裝在離巷道口10m以外的回風側(cè)。壓入式通風的缺點是污風沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進巷道排出的速度慢，需要的通風時間長。缺點是污風沿巷道排出，污染范圍大；炮煙從掘進巷道排出的速度慢，需要的通風時間長。用于以排出瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進通風。工作面爆破后，煙塵充滿迎頭形成炮煙拋擲區(qū)。局部通風機通風按其工作方式不同分為壓入式、抽出式、混合式三種。2軸流通風機總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計局部通風機是井下局部地點通風所用的通風設(shè)備。在嚴謹計算、充分校核的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國風機生產(chǎn)的現(xiàn)有條件、能力和技術(shù)水平，參照國內(nèi)外優(yōu)秀風機的結(jié)構(gòu)性形式，最后設(shè)計出的兩級軸流式通風機具有以下優(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)有兩排流線型風管道，通過主風筒與地面大氣相通，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滿足的技術(shù)要求等。本設(shè)計采用了孤立葉型進行葉片葉型的設(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。對于軸流通風機來說，由于葉柵稠度不大，一般b/t 1 ,可以把葉片當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。其中主要的任務是對葉片葉型、葉片整體及葉輪結(jié)構(gòu)設(shè)計和通風機其他結(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)流量達到Q=、全壓達到H=3100Pa、效率在以上。JBT62軸流式通風機過流部件由集流器，葉輪，導葉，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軸流式通風機總體方案設(shè)計，總體結(jié)構(gòu)及其組成，掌握軸流風機工作原理，主要工況參數(shù)的意義。單級軸流風機的比轉(zhuǎn)數(shù)=18～90（即100～500）。一般軸流風機的壓力系數(shù)較低。此外，軸流風機還廣泛應用于廠房、建筑物的通風換氣、空氣調(diào)節(jié)、冷卻塔通風、鍋爐鼓風引風、化工、風洞風源等方面。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)濟性均比離心式風機好。由于葉輪強度和噪聲等原因，軸流風機葉輪外徑的圓周速度一速高時，將產(chǎn)生比離心風機大的噪聲。軸流通風機很多是電機直聯(lián)傳動的，也可通過其他裝置進行變速傳動。軸流式通風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機的流量可達1500萬m3/h。低壓軸流式通風機的壓力在490Pa以下，高壓軸流式通風機的壓力一般也在4900Pa以下，因此，相對于離心式通風機而言，軸流式通風機具有流量大、體積小，壓頭低的特點。氣體從集流器進入。軸流式風機風壓一般在450 Pa～4500 Pa 之間，主要用于礦井、隧道、船艦倉室的通風；紡織廠通風、工業(yè)作業(yè)場所的通風、降溫；化工氣體排送；熱電廠鍋爐的通風、引風；熱電站、冶金、化工等冷卻塔通風冷卻。由于流體進入和離開葉輪都是軸向的