【正文】 圖；對(duì)離心式鼓風(fēng)機(jī)噪聲和喘振問題的一些分析。47重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 離心式鼓風(fēng)機(jī)基本理論2 離心式鼓風(fēng)機(jī)基本理論 在國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，特別是在采礦、石油、化工、制冷、動(dòng)力和冶金等部門中廣泛使用鼓風(fēng)機(jī)來輸送氣體和提高氣體的壓力。在壓縮過程中氣體流動(dòng)是連續(xù)的。離心式鼓風(fēng)機(jī)是一種葉片式旋轉(zhuǎn)機(jī)械，它利用葉片和氣體的相互作用，提高氣體的壓力和動(dòng)能，并利用相機(jī)的通流元件使氣體減速，將動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Φ奶岣摺?同等功率下，風(fēng)壓和風(fēng)量一般呈反比。 單級(jí)離心式鼓風(fēng)機(jī)示意圖 離心式鼓風(fēng)機(jī)零件很多，這些零件又根據(jù)他們的作用組成各種部件。不能轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件稱為靜子。它是由主軸，葉輪和平衡盤等組成。它是鼓風(fēng)機(jī)中最重要的一個(gè)部件。而氣體由于受到旋轉(zhuǎn)離心力的作用，以及在葉輪里的擴(kuò)壓流動(dòng)，使氣體通過葉輪后的壓力得到了提高。因此，可以認(rèn)為葉輪是使氣體提高能量的唯一途徑。葉輪根據(jù)彎曲形式不同，分為前彎式、后彎式和徑向式三種。工業(yè)壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)普遍采用后彎式，它又分為一般彎曲和強(qiáng)后彎式兩種。 （2）主軸主軸上安裝所有的旋轉(zhuǎn)零件，其作用就是支持旋轉(zhuǎn)零件及傳遞轉(zhuǎn)矩。主軸是階梯軸，以便于零件的安裝。靜子中所有零件均不能轉(zhuǎn)動(dòng)。 （1）機(jī)殼機(jī)殼也稱為氣缸。它通常是用鑄鐵或者鑄鋼澆鑄出來的。機(jī)殼一般有水平中分面，以便于裝配。下機(jī)殼裝有導(dǎo)柱，便于裝拆。吸氣室是機(jī)殼的一部分，它的作用是把氣體均勻的引入葉輪。 （2）擴(kuò)壓器氣體從葉輪流出時(shí)，它具有較高的流動(dòng)速度。擴(kuò)壓器一般有無葉擴(kuò)壓器、葉片擴(kuò)壓器、直壁擴(kuò)壓器等多種型式。此外，在匯集氣體的過程中，在大多數(shù)情況下，由于蝸殼外徑的逐漸增大和通流截面的漸漸擴(kuò)大，也對(duì)氣流起到一定的降速擴(kuò)壓作用。密封的作用是防止氣體在級(jí)間倒流及向外泄露。在隔板和轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔板密封。為了減少和杜絕機(jī)器內(nèi)部的氣體向外泄露，或者外界氣體竄入機(jī)器內(nèi)部，在機(jī)器端安裝了端密封。密封片為軟金屬制成，可以用車削制成，將它嵌入密封體內(nèi)。密封的作用原理就是利用氣流經(jīng)過密封時(shí)的阻力來減少泄漏量。 流量 單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)通風(fēng)機(jī)的氣體容積或質(zhì)量數(shù)，稱為流量。常用單位為/s、/min、/h，分別用表示。單位為kg/s、kg/min、kg/h，分別用表示。壓力比轉(zhuǎn)速 指鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度，鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的快慢將直接影響鼓風(fēng)機(jī)的流量、壓力、效率。 軸功率驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)所需要的功率N稱軸功率，或者說單位時(shí)間內(nèi)傳遞給鼓風(fēng)機(jī)軸的能量，單位為KW。離心式鼓風(fēng)機(jī)或級(jí)的效率，主要是用來說明傳遞給氣體的機(jī)械能的利用程度。多變效率是指由進(jìn)氣壓力增加到排氣壓力所需的多變壓縮功與實(shí)際所消耗的功（即總耗功）之比。 離心式鼓風(fēng)機(jī)的熱力計(jì)算無論是對(duì)離心式鼓風(fēng)機(jī)的熱力設(shè)計(jì)，還是使用部門選配鼓風(fēng)機(jī)以及對(duì)特定鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行熱力氣動(dòng)性能分析都是十分重要和基本的計(jì)算。在計(jì)算各元件時(shí)，早期一般按元件效率等于級(jí)效率，不考慮各元件效率的不同，這種方法稱為平均效率法。其二，以各元件的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)計(jì)算通流部分各元件，確定有關(guān)幾何尺寸。比較以上兩種方法可以看出，第二種方法比第一種方法合理些，但是需要有各典型元件的完善實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而且對(duì)各元件間相互影響也很難在計(jì)算中考慮，因此，難具有普遍意義。顯然，按照這種方法設(shè)計(jì)出來的新機(jī)器性能是可靠的，而按照前兩種方法，性能方面會(huì)有偏差。根據(jù)前面三種方法的講述，我們選擇使用最為廣泛的方法一效率法為本次設(shè)計(jì)的主要方法。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 離心式鼓風(fēng)機(jī)具體設(shè)計(jì)計(jì)算3 離心式鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 確定含水蒸氣的濕空氣的氣體參數(shù)R，定熵指數(shù)。濕空氣的氣體常數(shù) （）濕空氣的定熵指數(shù)為 （）所以其中，考慮到鼓風(fēng)機(jī)存在外漏氣，鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)口流量應(yīng)取得比設(shè)計(jì)任務(wù)中所提出的流量大一些，現(xiàn)取 （）由給定的進(jìn)出口壓力，計(jì)算壓力比 （）為了提高鼓風(fēng)機(jī)的性能，要求把升壓提高4%，確定出設(shè)計(jì)計(jì)算的壓力比. 則計(jì)算的壓力比 （）因?yàn)閴毫Ρ龋赃x用單段的壓縮機(jī)。整圓后的圓周速度 （）葉輪出口的徑向分速 （） 葉輪出口氣流角 （）葉輪出口的絕對(duì)速度 （）吸氣室進(jìn)口到葉輪出口的溫度變化 （）葉輪出口比容比 （）因?yàn)閺较蛑比~片式葉輪比后彎型葉輪的反作用度小，葉輪出口馬赫數(shù)高，葉道內(nèi)擴(kuò)壓度以及速度不均勻性大。故選用后彎式葉片。選取進(jìn)口法蘭的氣流速度 由于輪轂比 ，在轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速允許的情況下，盡量取下限值。進(jìn)氣室的形狀應(yīng)滿足如下要求：盡量減少氣體流動(dòng)損失；出口處氣流應(yīng)盡可能的均勻，一般情況下出口氣體不會(huì)產(chǎn)生切向旋轉(zhuǎn)而影響葉輪的工作；結(jié)構(gòu)尺寸盡量小。前面已經(jīng)選取吸氣室進(jìn)口氣流速度進(jìn)氣室的壓力損失（其主要是連接管道、閥門等產(chǎn)生的壓力損失） 進(jìn)氣室的進(jìn)口壓力 （）進(jìn)氣室進(jìn)口氣流密度 （）進(jìn)氣室進(jìn)口直徑 （） （）進(jìn)氣室進(jìn)口面積 （）進(jìn)氣室進(jìn)口氣流速度 （校核） （） 擴(kuò)壓器是葉輪兩側(cè)隔板形成的環(huán)形通道，其主要作用是增壓減速，擴(kuò)壓器的結(jié)構(gòu)形式主要有無葉擴(kuò)壓器和葉片擴(kuò)壓器。 綜上所述，我們采用無葉擴(kuò)壓器。早期壓縮機(jī)擴(kuò)壓器進(jìn)口截面軸向?qū)挾瘸１热~輪出口寬度略寬，以便葉輪一旦和擴(kuò)壓器通道不對(duì)準(zhǔn)時(shí)避免氣流碰撞隔板壁。根據(jù)以上所訴，取則無葉擴(kuò)壓器進(jìn)口直徑的選擇與值有關(guān)。當(dāng)時(shí)，通常取。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的，故設(shè)計(jì)的最佳值是，擴(kuò)壓器進(jìn)口寬度 （）無葉擴(kuò)壓器進(jìn)口氣流角 （）無葉擴(kuò)壓器的進(jìn)口氣流密度 （）取，則無葉擴(kuò)壓器出口直徑 （）無葉擴(kuò)壓器的出口寬度 （）無葉擴(kuò)壓器的出口面積 （）無葉擴(kuò)壓器的出口氣流角 （）選取無葉擴(kuò)壓器的出口比容比 （）無葉擴(kuò)壓器的密度 （）無葉擴(kuò)壓器的氣流速度 （）進(jìn)氣室到無葉擴(kuò)壓器出口溫升 （）無葉擴(kuò)壓器出口比容比 （校核） （）無葉擴(kuò)壓器的出口溫度 （）無葉擴(kuò)壓器出口壓比 （）無葉擴(kuò)壓器出口壓力 （）損失系數(shù)無葉擴(kuò)壓器的效率 （）無葉擴(kuò)壓器出口速度的切向分速 （）無葉擴(kuò)壓器出口速度的徑向分速 （） 蝸殼的作用是把從擴(kuò)壓器或者葉輪（無擴(kuò)壓器時(shí)）出來的氣體匯集起來，引到機(jī)外輸氣管道或冷卻器中去，并把較高的氣流速度降低至蝸殼出口的氣流速度，使氣體壓力進(jìn)一步提高。橫截面可以由許多形式其中最常見的是橫截面為圓的圓形截面蝸殼。目前，蝸殼截面一般多采用圓形、梯形、矩形和梨形。在這次設(shè)計(jì)中，運(yùn)用的是自由運(yùn)動(dòng)速度法即方法一，這次設(shè)計(jì)選用的橫截面為圓形截面。其中 （）圓截面半徑 （）圓截面中心離軸心距離 （）蝸殼型線參數(shù)表位置角半徑（m）（m）15176。60176。120176。180176。240176。300176。360176。故取機(jī)械損失則要所急的軸耗功率 （）對(duì)于氣體在鼓風(fēng)機(jī)中的流動(dòng)可以近似為多變過程?？梢愿鶕?jù)葉片進(jìn)出口的參數(shù)來求取。故取葉片數(shù)22很合理。因?yàn)榈群蜉啽P的應(yīng)力較大，變厚度輪盤的應(yīng)力較小些，故實(shí)際上離心式鼓風(fēng)機(jī)的輪盤多數(shù)采用錐形盤。已知旋轉(zhuǎn)輪盤的應(yīng)力主要由質(zhì)量所引起，為此可將葉片質(zhì)量均勻分布在輪盤所在段得圓周上，作為附加厚度的形式加以考慮，稱其為帶有側(cè)面質(zhì)量的輪盤。其實(shí)質(zhì)相當(dāng)于增加了輪盤該處材料的密度，增加了由離心力所引起的應(yīng)力值。今葉片側(cè)附于輪盤的第三段中，已知葉片截面積分別為： （）故附加厚度 （）相對(duì)附加厚度 （）附加厚度 （） 相對(duì)附加厚度 （）所以系數(shù) （）系數(shù)