改进的风机变环量设计方法

改进的风机变环量设计方法

改进的变环量设计方法中通过引入静压处的一个系数(设计压力=设计静压X系数+设计动压)来增加设计轴流风机的压力,在此,称该系数为静压所乘系数。静压所乘系数的引入,在叶片进口气流角不变的情况下,增大了叶片的出口气流角和气流转角,从而使风机静压和全压增大。为了研究静压所乘系数对轴流风机气动性能的影响,本节分别选取静压所乘系数为1和1.254,进行风机叶片设计,并对两种风机的流场和气动性能进行了数值模拟。轴流风机直径取为800mm,设计静压为590Pa,动压为80Pa,两种静压所乘系数下的叶片气流参数如.
轴流风机叶片与机壳之间存在後向间隙,由于叶片的H面压力大于凸面的压力,在叶顶间隙处,气流会从叶片的凹面流向叶片的凸面,在此区域形成尖端祸流,造成风机的径向间隙损失。从两种风机的叶片凹面和凸面的压力云图可以看出,当静压所乘系数为1.254时,其叶片13面静压高于当静压所乘系数为1时,其叶片凸面静压低于当静压所乘系数为1时,即凹面和凸面的压差大于当静压所乘系数为1的叶片两面的压差,所以在取较大静压所乘系数时所设计的轴流风机会存在更大的後向间隙损失,从而导致风机的效率下降。这是导致风机压力升高,而效率下降的原因。

3.1.3变环量指数选择
对于R级或R+S级轴流通风机,变环量流型可以写为[151:= K(3.1 )式中Ch为叶轮出口的气流旋绕速度,r为半径,尺为常数,《为变环量指数。变环量指数《—般在-1 ~1之间选取,当《 = 1时,即为“等环量”设计。变环量指数的选取能够直接影响叶轮出口的流速分布和风机的叶片扭曲规律,进而影响轴流风机的气动性能。以下是针对变环量指数选取的研究:根据轴流风机理论全压方程:
由上式可以看出,当变环量指数取-1时,在叶片高度方向任意截面上,其U的值不变,即每个截面对扭速AC,,的贡献比率相同。因为从叶片根部到叶片顶部,随着半径的增大,圆周速度W逐渐增大,虽然每个截面上的&值相同,此时仍U可以保证叶顶区域对整个叶片扭速AC;贡献绝对值最多,符合叶片能量供应的分布原则。所以,在本文风机叶片设计中,变环量指数都取为-1。