风机设计方法有效性分析

3.4设计方法有效性分析
本章第一节对改进的变环量方法的设计思路进行了介绍,第二节和第三节分别利用不同的设计参数和结构参数设计风机,并对所设计的风机进行了性能对比,通过对比不同风机的无因次量性能曲线可知,改进的变环量方法所设计的风机其性能在相同带内波动,所设计风机的无因次性能较稳定,说明了该设计方法可以适用于不同的设计条件。设计方法的有效性指利用该设计方法设计的风机产品的性能与其它方法设计的风机性能相差不多。为了验证改进的变环量设计方法的有效性,本节将之前设计的风机与市场上现有的风机进行了性能对比。
本文选取的对比风机为由德国某企业生产的风机,风机直径分别为630mm和800mm。以下为改进的变环量设计方法设计的风机和进口风机的无因次性能曲线对比图:“效率-静压系数”曲线可以看出,改进的变环量方法设计的风机的性能散点与德国进口风机的性能散点处于同一带内波动,并且静压系数和效率呈现反相关关系,当压力高时风机的效率较低,当压力高时风机的效率较高。在“效率-全压系数”曲线中,也呈现相同的规律,不过,因为本文设计的风机转速为1460rpm,进口风机转速为1750rpm,其风机动压较大,所以进口风机的“效率-全压系数”向上偏移较多。通过对比可知,利用改进的变环量方法在不同设计条件下设计的风机,其气动性能与某德国进口风机相当,且其无因次性能曲线变化规律也相同,基于此,可以说改进的变环量的风机设计方法是有效的、可靠的。
3.5小结
本章首先介绍了一种轴流风机设计方法一一改进的变环量设计方法,其中涉及叶片翼型的构造方法、改进的变环量设计方法和变环量指数的选择等。之后又对不同设计参数和结构参数下所设计的风机进行了数值模拟和气动性能对比,阐述了改进的变环量设计方法在不同设计条件下具有普适性。最后将所设计风机与外国进口风机对比,论证该设计方法的有效性,为后文中利用该方法进行模块化设计奠定了基础。基于改进的变环量设计方法基础上,本章针对改变安装角和叶片数目时轴流风机气动性能的变化规律进行了研究。在一定范围内,增大风机安装角,风机的性能曲线向大流量工况偏移,风机最高点处的效率升高。风机叶片数目会影响风机的压力和效率,在最佳叶片数目时,风机最高的效率,增加叶片可以使风机的应力升高,但其效率会下降。在模块化设计风机中,可以根据所总结的规律,通过调节这两个参数来改变风机的气动性能,进而使模块化风机适应不同的市场需求,所以此部分对后文的模块化风机设计具有重要的指导意义。