模块化风机设计

上一章中验证了改进的变环量设计方法的有效性以及在不同设计参数条件下的可靠性,在本章中将对风机模块化设计进行研究,介绍风机模块化设计的基本思路和其中涉及的相关技术。
4.1风机模块化设计目标
轴流风机气动设计是根据已知的设计参数,在满足设计参数的前提下,计算出风机的有关几何参数,其中主要的设计参数有全压和流量。为了确定本文风机模块化设计的设计目标,本文搜集了一些国内市场上现有轴流风机的性能参数,见表4.1。
由表4.1可知,直径是800mm、900 mm和1000 mm的轴流风机,其流量范围分别是 18000 ~ 30000 m3/h、24000 ~ 36000 m3/h、36000 ~ 54000 m3/h,其全压范围是 300~670Pa、350~920Pa、470~770Pa。
本文模块化风机设计的目标选择流量范围10000?60000 m3/h,全压范围300~1000Pa。本文风机设计时所采用的变环量设计方法是基于800mm高压轴流风机设计提出的,所以本文在进行叶片设计时选择风机直径为800mm,设计流量选择21000 m3/h?本文模块化风机设计的任务即:在800mm风机中设计原准叶片,利用原准叶片,模块化设计直径为900mm、1000mm的轴流风机,使所设计的800mm、900mm、1000mm风机满足上述设计目标。
4.2原准风机轮毂比确定
轴流风机模块化设计是将叶片作为通用模块,首先需要解决叶片的设计问题在进行风机设计时,首先需要确定风机的轮毂比,在风机直径确定的前提下,选择不同的轮毂比时,对应的叶片叶高不同,模块化风机的轮毂比也就不同。将800mm风机的叶片模块化设计900mm和1000mm时,风机的轮穀比会增大,根据前一章中对轴流风机轮毂比对风机气动性能影响的研究可知,当风机轮毂比过大时,会使风机的效率和全压下降。本节对800mm原准风机轮毂比的选择进行研究。
在通风机设计时轮毂比一般为0.3~0.7[17】》本文选取不同风机轮毅比,以相同设计参数设计风机,进行对比,以研究风机轮毂比对风机性能的影响。设计参数为:转速460rpm,设计流量21000 m3/h,设计静压600Pa,动叶9片,静叶8片,均成周向均布。轮穀比分别选择0.45、0.475、0.5、0.525、0.578和0.6,对风机进行气动性能模拟,如下图:根据性能可知,当风机轮穀比减小时,轴流风机的介质流通面积增大,风机的性能曲线向大流量偏移;在相同流量下,小轮教风机的压力高,是因为轮穀比减小,风机叶片变长,增强了风机的做功能力。另外,在一定范围轮穀比变化范围内,随着风机轮穀比的减小,风机最高效率点处的效率变高,但是随着风机轮穀比减小,效率峰值点处的效率增加幅度逐渐减小,当风机轮穀比减小到0.475和0.45时,风机峰值效率点处的效率增加幅度就不明显了,继续减小轮穀比对于效率而言,并无太大影响。因为在800mm原准风机条件下设计的通用叶片在模块化设计900mm和1000mm风机时,风机的轮穀比会增大,所以800mm原准风机考虑选择尽可能小的轮穀比进行叶片设计。