【正文】 d —— 輪轂比 ,由 計(jì)算 已經(jīng) 確定為 m? —— 平均半徑處的展弦比 , m? 的數(shù)值可在下述范圍內(nèi)選取 :當(dāng) ~ ?d 時(shí) , ?? m? 根據(jù)國(guó)內(nèi)軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,對(duì)于采用孤立翼型法設(shè)計(jì)的軸流通風(fēng)機(jī)的最佳葉輪葉片數(shù)目可采用 [10]表 23 推薦的數(shù)值 。 mmb ?? 。 mmb ?? 。 2 各 截面的葉片厚度 各計(jì)算截面的葉片厚度可由 [10]查手冊(cè)中 下式計(jì)算得到 : bCC _? (226) 24 mmbCC ???? 。 mmbCC ???? 。 mmbCC ???? 。 ??? ????? ??? m 。 ??? ????? ??? m。 式中 : ? —— 各截面上的葉片沖角 ,可由 LS 翼型的性能曲線上查得 : ? ?? , ? ?? , ? ?? , ? ?? , ? ?? m? —— 平均相對(duì)速度氣流角 ,已求得 . 第一級(jí)葉輪 葉片的繪制 根據(jù)所選擇的翼型坐標(biāo) ,計(jì)算所得到的各計(jì)算截面的翼型幾何尺寸 ,翼型中心位置等 ,最后結(jié)合各計(jì)算截面上葉片寬度和葉片安裝角即可繪制出各計(jì)算截面的葉片翼型圖 . 25 葉片幾何參數(shù)的計(jì)算 1 弦長(zhǎng)在葉柵額線及葉柵軸向的投影 各計(jì)算截面的弦長(zhǎng) b 在葉柵額線及葉柵軸向的投影列于下表 : 表 24 弦長(zhǎng)在葉柵額線及葉柵軸向的投影 b 的投影 單位 第 Ⅰ 截面 第 Ⅱ 截面 第 Ⅲ 截面 第 Ⅳ 截面 第 Ⅴ 截面 ?sinb ㎜ ?cosb ㎜ 2 各計(jì)算截面翼型的重心坐標(biāo) 各計(jì)算截面的翼型的重心坐標(biāo)可由 文獻(xiàn) [10]中 式 (228)和式 (229)計(jì)算求得 : bx ? (228) Cy ? （ 229) 各計(jì)算截面翼型的重心坐標(biāo) 值 列下表 : 表 25 各計(jì)算截面的重心坐標(biāo) 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 : 26 表 26 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 根據(jù)表 22LS 翼型的斷面坐標(biāo)可計(jì)算出各計(jì)算截面的翼型尺寸列于下表 : 表 27 各計(jì)算截面的翼型尺寸 截面 坐標(biāo) 單位 翼型尺寸 Ⅰ x ㎜ y ㎜ Ⅱ x ㎜ y ㎜ Ⅲ x ㎜ y ㎜ Ⅳ x ㎜ y ㎜ Ⅴ x ㎜ y ㎜ 27 第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)和空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)計(jì)算 第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)計(jì)算 1 確定葉片計(jì)算截面及截 面半徑 本次設(shè)計(jì)將第 二 級(jí)葉輪的整個(gè)葉片按等圓環(huán)面積原則分成 5 個(gè)計(jì)算截面 . 各計(jì)算截面的半徑可按式 (213)計(jì)算得 : 1)__)(_1)(1(2222?????N ddNdiDri (213) 則各計(jì)算截面的半徑為 : mr ? 。 mr ? =。 mr ? 式中 : ri —— 第 i 個(gè)計(jì)算半徑 。 N —— 計(jì)算截面數(shù) ,去 5?N 。 d_ —— 葉輪輪轂比 ,取為 ?d . 在所取的截面中 ,需要包括平均半徑所在截面 ,因?yàn)橥ǔＫf的葉片安裝角指的就是平均半徑所在截面的數(shù)值 . 2 各 截面的相對(duì)半徑 各計(jì)算截面的相對(duì)半徑可按式 (214)計(jì)算 : 28 rrr t?_ (214) ???r 。 8 0 5 0 ???r 。 13 5 5 ??r 式中 : r —— 各計(jì)算截面半徑已求得 。 n —— 電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,選取為 min2940r 4 各 截面上氣流的扭速 第 二 級(jí)葉輪人口前后的氣流旋繞速度之差即為其扭速 .氣流在通過第 一 級(jí)葉輪時(shí)產(chǎn)生預(yù)旋 cu1 在第 二 級(jí)葉輪出口時(shí)旋繞速度 02 ?cu .則各截面上氣流的扭速可按式 (216)計(jì)算得 : 29 uuutftfu cccupc112 ????? ?? smc u 27501 ????? 。 smc u 27503 ????? 。 smc u 27505 ????? 式中 : ptf —— 通風(fēng)機(jī)的單級(jí)全壓 ,單位 pa ,由給定設(shè)計(jì)參數(shù)可知 為 pa2750 。 ?tf —— 風(fēng)機(jī)全壓效率 ,在按等環(huán)量設(shè)計(jì)時(shí)為常數(shù) ,取為. 第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的空氣動(dòng)力計(jì)算 軸向相對(duì)速度在按等環(huán)量設(shè)計(jì)時(shí)沿葉高方向上為常數(shù) ,由 (217)計(jì)算得 : smCa ? 2 各 截面的平均相對(duì)速度 各計(jì)算截面的平均相對(duì)速度可由式 (218)計(jì)算得到 : 30 212 )](2[ uuam ccucw ?????? 由上式可分別求得各計(jì)算截面的平均相對(duì)速度為 : smw m ]2 [ 221 ???? 。 ? rc s in2 ??m? 。 ? rc s in4 ??m? 。 2 22 ????? m uw cc? 。 4 44 ????? m uw cc? 。 ?C 。 ?C 。 ??? CC?? 頂端和根部的總寬度 第 二 級(jí)葉輪葉片根部的頂端的葉片總寬度可由式 (222)計(jì)算得到 ,而中間各計(jì)算截面的葉片總寬度可按直線規(guī)律變化通過插值計(jì)算得到 . ??rbZ 2? (222) 111 ?????? ?? rbZ m。 mbZ ??? 。mbZ ??? 4 各截面的葉柵稠度 由計(jì)算所得各計(jì)算截面的葉片總寬度可按式 (223)計(jì)算各截面的葉柵稠度 : rbZ?? 2? (223) 111 ????? rbZ?? 。 333 ????? rbZ?? 。33 555 ????? rbZ?? 5 各截面的升力系數(shù) 各截面的升力系數(shù)由式 (221)計(jì)算求得 : 11 ??? ??CC 。 . 33 ??? ??CC 。 55 ??? ??CC 第二級(jí)葉輪 葉片數(shù)目的選擇計(jì)算 葉輪葉片數(shù)目可用下式計(jì)算 : mm ddZ ???__11??? (224) in ???????Z 。 34 根據(jù)國(guó)內(nèi)軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,對(duì)于采用孤立翼型法設(shè)計(jì)的軸流通風(fēng)機(jī)的最佳葉輪葉片數(shù)目可采用下表 13 推薦的數(shù)值 .根據(jù)表 13 當(dāng)輪轂比為 時(shí) 20~10?Z .考慮到在葉柵稠度不變的情況下 ,葉片數(shù)目的增加將會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)的壓力和效率降低 ,此外為了避免前后兩級(jí)葉輪氣流脈動(dòng)的相互疊加 ,確保前后兩極葉輪能夠協(xié)調(diào)、平穩(wěn)地工作 ,前后兩級(jí)葉輪葉片數(shù)目最 好互為質(zhì)數(shù) .故選取第 Ⅰ 級(jí)葉輪葉片數(shù)目 : 13?Z . 第二級(jí)葉輪各計(jì)算截面的葉片尺寸參數(shù) 1. 第二級(jí)葉輪 各截面的葉片寬度 各計(jì)算截面的葉片寬度由式 (225)計(jì)算得 : ZrZbZb ??2?? (225) mmb 311 ?? 。 mmb 063 ?? 。 mmb ?? 。 mmbCC ???? 。 mmbCC ???? 。 第二級(jí)葉輪 各 截面上的葉片安裝角 各截面的葉片安裝角由下式計(jì)算 : 35 ??? ?? m ??? ????? ??? m 。 ??? ????? ??? m 。 ??? ????? ??? m 。優(yōu)化了風(fēng)機(jī)的入口條件， 提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率和降低風(fēng)機(jī)的噪聲。 [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(jì)選用圓弧型集流器 . 集流器尺寸的確定 對(duì)于圓弧型集流器 ,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮圓弧型線半徑 cr 葉輪直徑 D 之比 ?Drc 時(shí) ,其損失系數(shù)已經(jīng)很小 ,約為 。 2 集流器長(zhǎng)度 Dlc )~(? 。本設(shè)計(jì) 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(fēng)機(jī)的進(jìn)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(jì)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(jì) 算 已 確 定 輪 轂 直 徑4 9 77 1 ???? Dd ㎜ 。為了加工方便流線罩由鋼板直接沖壓成型。其 結(jié)構(gòu)型式如圖： 40 圖 31 集流器與流線罩 41 第 四 章 擴(kuò)散器 軸流通風(fēng)機(jī)的出口動(dòng)壓在全壓中所占的比例比離心通風(fēng)機(jī)大得多 .這是因?yàn)檩S流通風(fēng)機(jī)工作時(shí) ,通風(fēng)機(jī)級(jí)的出口氣流軸向速度相當(dāng)大 ,與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓也較大 ，與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓約占通風(fēng)機(jī)全壓的30%～ 50%，而離心通風(fēng)機(jī)的出口動(dòng)壓僅占全 壓的 5%～ 10%[7]。噪聲對(duì)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(xué)習(xí)，分散注意力，降低工作效率。只有這三者同時(shí)存在，才能對(duì)聽者形成干擾。 吸聲 當(dāng)聲波入射到物體表面時(shí)，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)。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(jìn)入材料內(nèi)部。 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(gè)小的空間內(nèi)，這種隔聲結(jié)構(gòu)稱為隔聲罩。材料的隔聲性能可用透聲系數(shù)來表示。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)。 消聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通風(fēng)機(jī)在工作時(shí)，產(chǎn)生的噪聲主要包括空氣動(dòng)力性噪聲和機(jī)械性噪聲?？諝?動(dòng)力性噪聲又包括旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。 抑制這部分噪聲最有效的措施是在通風(fēng) 機(jī)的進(jìn)出氣口安裝消聲器。在風(fēng)機(jī)的兩級(jí)筒體級(jí)擴(kuò)散器外面 用玻璃布包超細(xì)玻璃棉的吸聲結(jié)構(gòu)。 在綜合了國(guó)內(nèi)外 軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)幾種比較流行的設(shè)計(jì)理論做了比較，我選用了 合適的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論對(duì)設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)計(jì)算。選取了較流行的 LS 翼型葉片，更好地滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的要求。 采用了同型號(hào)的兩個(gè)隔爆電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩級(jí)葉輪，電機(jī)的隔爆性能確保風(fēng)機(jī)在井下的危險(xiǎn)環(huán)境中工作時(shí) 更加安全 。本設(shè)計(jì)絕對(duì)能滿足給定的設(shè)計(jì)參數(shù)及井下實(shí)際的工作環(huán)境。 46 致謝 在設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，我遇到了很多的困難，但都一一解決掉了這都?xì)w功于 老師的指導(dǎo)。我相信老師和我的努力一定會(huì)結(jié)出碩果。大學(xué)期間的學(xué)會(huì)了如何學(xué)習(xí)，這是最重要的一點(diǎn)，它讓我能更快地適應(yīng)各式各樣的環(huán)境。 在我的專業(yè)路上走 好，在我的工作崗位上做出成績(jī)以此來感謝培養(yǎng)我的父母和祖國(guó)。這些 設(shè)備 在 功能 加的同時(shí)也伴 隨 著 散熱 的 不斷增加 , 這種情況 預(yù)計(jì) 在未來一段時(shí)間里將 會(huì) 一直持續(xù) 下