改变风机叶片数目

本小节所设计风机的直径为800mm,轮毂比选择0.525,即轮毂直径为20mm,动叶为9片,静叶为4片,风机转速为1460「pm,设计流量为21000 m3/h,设计静压为590Pa,设计动压为80Pa,静压所乘系数取1.2。按照改进的变环量方法进行风机设计,所设计风机的各截面进口气流角见下表:叶根截面是半径为0.22m处的截面,该截面进口气流角为25.47度,为了便描述,我们将其安装角定义为25度,在该安装角基础上,将叶片整体偏转两度或四度得到其它安装角的风机模型。在本文中,分别对安装角为21度、23度、25度、27度、29度的风机进行了建模和数值模拟。下图为在不同叶片安装角下风机的有因次性能曲线对比图:
从不同安装角下风机的“流量-全压”对比图中可以看出,在一定范围内,随着叶片安装角的增加,风机的性能曲线向大流量方向偏移,而全压也相应升高;从“流量-效率”曲线图中可以看出,随着叶片安装角增加,风机性能曲线不仅向大流量方向偏移,且其效率曲线变宽,在小安装角下,风机的效率曲线较窄,风机的效率曲线变化较徒,大安装角下,风机效率曲线较宽,风机的效率曲线变化平缓,另外,在随着安装角增大,风机的最高效率点处的效率值略有升高。将不同安装角的风机的性能参数转化为无量纲性能参数,与之前风机的风机性能进行对比,如下图: 通过无因次性能曲线可以看出,不同安装角的轴流风机的无因次性能曲线与之前设计的风机的性能点仍处在相同带内,改变叶片安装角,风机的无因次性能曲线会发生偏移,安装角减小时风机的无因次性能曲线向左偏移,降低了风机的效率,安装角增大时风机的无因次性能曲线向右偏移,提高风机的效率;不同安装角下的风机的无因次性能曲线仍符合压力和效率的反相关关系,在压力高的工况下,风机的效率较低,在压力较低的工况下,风机的效率较低。
风机模块化设计时,原准叶片和特定轮毂结构不能改变,但是可以通过调节原准叶片的安装角来改变模块化风机的性能,以满足不同的市场需求,当需要小流量风机时,可以选用小安装角的模块化风机,当需要大流量或高压力时,可以选用大安装角的模块化风机。
3.3.4改变叶片数目
叶轮叶片数目Z是轴流风机的另一重要结构参数,它会影响风机的叶栅稠度,而对风机的压力、效率、工作区域和性能曲线形状等有重要影响。根据叶栅稠度公式r=(泣)/(27rr) [58】[59][6Q】[61】,在风机模块化设计中,风机叶片宽度/^)不变,叶片数目和风机半径共同决定了风机的叶栅稠度,当模块化设计的风机尺寸选定时,轮叶片数目就成为决定风机叶栅铜度的唯一因素。因此,有必要研究不同叶片数目对风机的气动性能的影响。