【正文】 （）1）自由旋轉(zhuǎn)下輪盤應(yīng)力計算對于段3，因為具有葉片的附加厚度，故 （）段號截面遞推—代入計算自由旋轉(zhuǎn)下輪盤的應(yīng)力 2） 計算松動轉(zhuǎn)速下的裝配過盈值現(xiàn)在取，代入公式（）得 （）3） 保證過盈值下，經(jīng)過多次選擇配合，得在下輪盤內(nèi)徑處的剩余徑向應(yīng)力由公式得： （）4） 根據(jù)計算輪盤工作下的應(yīng)力：段號截面遞推—代入計算工作條件下輪盤的應(yīng)力 5） 應(yīng)力校核根據(jù)各處應(yīng)力計算知：輪盤危險應(yīng)力在盤孔處，故 （）所選材料為Cr17Ni2鋼，取安全系數(shù)，因為，所以輪盤在工作時是安全的。根據(jù)參考文獻[12]可知，本次設(shè)計的葉片為圓弧窄葉片。其葉片彎曲應(yīng)力的計算公式為 （）選用的材料為Cr17Ni2鋼，則其安全系數(shù)為： K==，葉片的強度安全重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 離心式鼓風機喘振和噪聲分析5 離心式鼓風機喘振和噪聲分析流體機械及其管道中介質(zhì)的周期性振蕩，是介質(zhì)受到周期性吸入和排出的激勵作用而發(fā)生的機械振動。喘振的產(chǎn)生與流體機械和管道的特性有關(guān)，管道系統(tǒng)的容量越大，則喘振越強，頻率越低。流體機械的喘振會破壞機器內(nèi)部介質(zhì)的流動規(guī)律性，產(chǎn)生機械噪聲，引起工作部件的強烈振動，加速軸承和密封的損壞。為防止喘振，必須使流體機械在喘振區(qū)之外運轉(zhuǎn)。當多臺機器串聯(lián)或并聯(lián)工作時，應(yīng)有各自的防喘振調(diào)節(jié)裝置。圖41給出了離心式鼓風機流量與壓縮比之間的關(guān)系曲線，圖中表示出不同轉(zhuǎn)數(shù)下的關(guān)系曲線和等效率線，左側(cè)點劃線為喘振邊界線。 圖41 離心式鼓風機的特性曲線 圖42 離心式鼓風機的特性曲線 本次設(shè)計的離心式鼓風機葉輪的葉片為后彎式葉片，工作特性與后彎葉片的離心式壓縮機相似。圖中D點為設(shè)計點，離心式鼓風機在此工況點下運行時，效率最高，偏離此點效率均要降低。當鼓風機的流量減少至S點流量以下，離心式鼓風機的有效能量頭不斷下降，這時，鼓風機出口以外的空氣倒流回葉輪。 在鼓風機運轉(zhuǎn)過程中，當流量不斷減少到最小值Qmin (喘振工況)時，進入葉輪的氣流發(fā)生分離，在分離區(qū)沿著葉輪旋轉(zhuǎn)方向并以比葉輪旋轉(zhuǎn)角速度小的速度移動。接著，鼓風機開始向管網(wǎng)供氣，將倒流的氣體壓出去，使機內(nèi)流量減少，壓力再次突然下降，管網(wǎng)中的氣體重新倒流至風機內(nèi)，如此周而復(fù)始，在整個系統(tǒng)中產(chǎn)生周期性的低頻高振幅的壓力脈動及氣流振蕩現(xiàn)象，并發(fā)出很大的聲響，機器產(chǎn)生劇烈振動，以致無法工作，這就產(chǎn)生了喘振。鼓風機機體產(chǎn)生強烈的振動，風機房地面、墻壁以及房內(nèi)空氣都有明顯的抖動。風量、風壓、電流、振動、噪聲均發(fā)生周期性的明顯變化。 1）采用可以調(diào)節(jié)的進口導(dǎo)葉和可調(diào)節(jié)的擴壓器出口寬度，來增加正常工作負荷的范圍。 2）采用出風管放氣。 3）降低生物池的污泥濃度。在滿足工藝基本要求的情況下，盡量降低生物池的污泥濃度，減少耗氧量，可以使鼓風機的工作負荷降低，離開喘振區(qū)域。檢查鼓風機的油溫、油壓，主電機的溫升，鼓風機的振動、電流、電壓等，使鼓風機運行在最佳工況，避免喘振的發(fā)生。在實際生產(chǎn)中，只要對喘振現(xiàn)象產(chǎn)生的征兆加以快速準確的預(yù)測與判斷，并及時處理，就可以有效避免喘振現(xiàn)象的發(fā)生。但是不管何種鼓風機，在運行時都會產(chǎn)生很高的噪聲，大部分鼓風機都超過了我國工業(yè)噪聲的衛(wèi)生標準8590dB（A），嚴重影響了周圍的環(huán)境。在運行中，噪聲的產(chǎn)生可分為空氣動力性噪聲，機械性噪聲和電磁性噪聲三種。旋轉(zhuǎn)噪聲是空氣在蝸殼中，隨葉輪轉(zhuǎn)動時形成周向不均勻氣流延蝸殼內(nèi)壁轉(zhuǎn)動，與蝸舌相互作用便產(chǎn)生了噪聲。這種壓力脈動的氣流作用到蝸舌上，反射的氣流又反過來影響葉片上氣流的流動。這幾種噪聲都是由于葉輪的轉(zhuǎn)動引起的，所以稱為旋轉(zhuǎn)噪聲。空氣渦流是在繞流時葉片表面形成素流邊界層。當葉片繞流到后緣，在蝸殼中流動擴壓嚴重時紊流邊界層必須分離，并剝落出許多旋渦。這些脈動現(xiàn)象都產(chǎn)生噪聲稱為蝸流噪聲。繞流旋渦剝落產(chǎn)生噪聲的頻率為 Hz （）其中：—strouhal（斯特勞哈爾）數(shù)，~ —氣流與葉片的相對速度，m/s —葉片寬度在垂直于速度方向上的投影，m上述噪聲均受其氣流速度影響，氣流速度愈大，形成能噪聲強度也愈高。機械噪聲是葉輪平衡得不好，旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生重心偏擺而引起振動蝸殼內(nèi)部受氣流脈動和軸承精度差以及安裝不良等原因，由振動而產(chǎn)生噪聲。絕大多數(shù)鼓風機是由電動機帶動，所以電機噪聲也是機組的一個重要噪聲源。 3）電磁噪聲 鼓風機上的電動機，在運行時引起的磁場伸縮和電磁振動等會產(chǎn)生噪聲。以空氣動力性噪聲強度最高，影響也最大。 在噪聲中，空氣動力性噪聲強度最高，因此這是我們要重點研究和減弱的環(huán)節(jié)。1）葉片數(shù)的影響。但是，增加葉片數(shù)將會減小葉片間總的空氣流通截面，增大葉片摩擦阻力。故在設(shè)計時，我們應(yīng)在不影響風機流量和效率的同時適當提高葉片數(shù)。在葉輪中氣流由軸向流動轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蛄鲃?，除引起附面層分離外，在葉片間由于葉片作用表面與非作用表面的壓力差及空氣的慣性，還會引起軸向與徑向兩種渦流。解決的辦法在控制葉片內(nèi)徑與外徑的比值及葉片的型線，主要是各段彎曲半徑。因為葉片要承受空氣的壓力總要有一定厚度。這旋渦還在蝸殼內(nèi)跟著旋轉(zhuǎn)，干擾蝸殼內(nèi)周向氣流的流向，這就是尾跡渦流。所以較大的葉輪應(yīng)盡量設(shè)計翼形葉片，改進空氣流向，避免或減小尾跡渦流。葉片的入口角與出口角是以使進入及流出葉片間時空氣流向改變得盡量少為原則，所以，它與葉輪的直徑及轉(zhuǎn)速有關(guān)，同時和葉片沖角及彎曲半徑有關(guān)。葉片安裝角增大時，葉片出口角就增大了，于是在同樣轉(zhuǎn)速下理論上壓力是升高了而同時又使氣流通道的彎曲度增大了。因此，選擇合適的葉片安裝角對于減少噪聲非常有用。采用彈性聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接電動機和鼓風機，以降低鼓風機的機械噪聲外，主要還在噪聲傳播途徑上采取適當措施加以控制。隔聲房或隔聲罩選用隔聲性能好的材料制造，隔聲性能一般與材料單位面積上的質(zhì)量成正比，制造上要求結(jié)構(gòu)嚴密，封閉，沒有孔洞。隔振裝置前基本型式有螺旋彈簧及其支承裝置，橡膠減震器和堿震墊層等。礦渣棉，玻璃纖維、剪切橡皮等。方法是在管壁和機殼上涂敷一些內(nèi)摩擦損耗大的材料，如瀝青，軟橡膠和其它一些而分子材料，嚏振動能量被阻尼材料所消耗并轉(zhuǎn)化為熱能。常用的多孔性吸聲材料有玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料、毛氈等。消聲是處理空氣動力性能的主要措施。阻性消聲器主要是利用多孔吸聲材料來降低噪聲的。當聲波進入阻性消聲器時，一部分聲能在多孔材料的孔隙中摩擦而轉(zhuǎn)化成熱能耗散掉，使通過消聲器的聲波減弱。因此，人們就把這種消聲器稱為阻性消聲器。常用的阻性消聲器有直管式、片式、折板式等。 擴張室式消聲器是由各個擴張室與連接管連接起來組成的，利用橫斷面積的擴張，收縮引起的聲反射與干涉來進行消聲。擴張室式消聲器的型式很多，最簡單的是單節(jié)不帶插入管的，帶插管的消聲器消聲效果較好，但阻力也較大。擴張室式消聲器對中，低頻噪聲有良好的消噪效果。其缺點是體積較大，對噪聲頻率選擇性較強，主要用于消除窄帶的中低頻噪聲。在本次設(shè)計中使用了復(fù)合式消聲器，在鼓風機房內(nèi)用隔聲罩把鼓風機罩起來，使噪聲封閉在局部區(qū)間。對于鼓風機運行的周圍環(huán)境質(zhì)量有顯著的提高。并對在污水處理中運用最多的離心式鼓風機和羅茨風機進行了對比，認為本次設(shè)計符合污水處理的基本要求。2） 在氣動和結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)，繪制離心式鼓風機的二維圖形。3） 對離心式鼓風機的噪聲和喘振做了專題分析。在預(yù)防喘振上，主要是在進氣口處安裝進口導(dǎo)葉，通過調(diào)節(jié)進口導(dǎo)葉的角度和無葉擴壓器的寬度來改變進口風量以防止喘振現(xiàn)象的發(fā)生。采用半開式長短葉片和可調(diào)節(jié)寬度的無葉擴壓器，能夠得到更高的效率和更好的適應(yīng)變工況。離心式鼓風機主要參數(shù)表 名稱值名稱值體積流量100質(zhì)量流量壓比葉片出口安裝角45176。輪阻及漏氣損失系數(shù)多變效率等熵效率軸耗功率圓周速度轉(zhuǎn)速17271r/min多變壓縮功流動效率葉輪加給氣體的總功率級數(shù)1吸氣室進口壓力吸氣室進口速度吸氣室進口直徑吸氣室進口密度葉輪主要參數(shù)表 名稱值名稱值長短葉片數(shù)Z11/11進口葉片厚度3mm出口葉片厚度4mm葉片平均厚度6mm長短葉片長度葉片進口安裝角30176。葉輪進口氣體溫度葉輪進口氣體速度葉輪進口比容比葉輪進口氣體密度葉片進口氣體速度葉片進口氣體密度葉片進口氣體溫度葉片進口比容比葉片進口氣體壓力葉片進口寬度葉片進口直徑葉片進口阻塞系數(shù)葉片出口阻塞系數(shù)葉輪出口氣體速度葉輪出口氣體密度葉輪出口氣體溫度葉輪出口壓力葉輪出口比容比葉輪出口直徑葉片出口寬度葉輪出口馬赫數(shù)擴壓器主要參數(shù)表 名稱值名稱值擴壓器進口直徑擴壓器進口寬度擴壓器出口直徑擴壓器出口寬度擴壓器出口壓力擴壓器出口速度擴壓器出口溫度擴壓器出口比容比擴壓器出口密度擴壓器效率擴壓器出口面積擴壓器氣流角176。30176。90176。150176。210176。270176。330176。重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 結(jié)束語致謝本次設(shè)計是在校內(nèi)導(dǎo)師劉玉東和校外導(dǎo)師張雪琴的悉心指導(dǎo)，以及師兄、同學們的幫助下完成的。從尊敬的導(dǎo)師身上，我學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，在此我要向我的導(dǎo)師劉玉東致以最衷心的感謝和深深的敬意。畢業(yè)設(shè)計中面臨所需要的一些基本而重要的技巧，如Word的應(yīng)用，堯創(chuàng)二維圖形的繪制和查閱重要的專業(yè)書和工具書的能力及其運用等，都使我認識到解決實際問題的迫切和快樂。讓我懂得了企業(yè)對生產(chǎn)產(chǎn)品的各種技術(shù)支持和銜接要求，以及它們的細節(jié)過程，使我倍受鼓舞。我相信結(jié)束的大學生活已經(jīng)為我工作打下了好的開端。新的問題和環(huán)境等著我們，只要帶著探索、研究、學習、創(chuàng)新和拼搏的精神，就能實現(xiàn)我們自身的價值。,103104.[15] 繆道平、[M]..[16] [J].，7273.[17] Ohta Y, Outa E, Tajima Y. Evaluation and prediction of blade passing frequency noise generated by a centrifugal blower. ASME J Turbomach 19