不同风机设计压力的比较

不同风机设计压力的比较
在轴流风机的气动设计中,已知的主要设计参数有通风机全压/V和流量仏在本文设定的模块化风机的压力目标为300~ 1000Pa,在其它设计参数不变的情况下,选取不同设计压力时,所设计的叶片不同,风机的气动性能也不同。因为轴流风机压力中,静压占主要成分,所以在此所提到的设计压力都为设计静压。根据压力目标,在设计800mm风机时,可以选择低压、中压和高压为设计静压,但当800mm风机设计压力选取过高时,900mm和1000mm的风机压力也会过高,超出所设定压力范围。为了研究不同设计压力对风机设计的影响,本文分别选取400Pa (低压)和600Pa (中压)作为设计静压进行风机设计。
选取设计参数为:设计流量21000 m3/h,转速1460rpm,轮穀比0.45,设计静压为400Pa和60C)Pa,按改进的变环量设计方法进行800mm风机设计,所设风机叶片翼型参数如下表4.2。由翼型参数表可知,两种叶片五截面的入口角相等,这是因为两者设计流量相同;设计静压为600Pa的叶片,其翼型出口角更大,翼型转角更大,说明相同半径处的翼型截面,设计压力大时,叶片弯曲的更厉害;设计静压400Pa的叶片,其叶根和叶顶截面转角的差值为5.2度,设计静压600Pa的叶片为7.3度,这说明设计压力大时,叶片的空间扭曲也更大。两种叶片叶根处截面翼型对比如下图4.8所示。由气动性能对比图可知,设计静压400Pa的风机,更适合小流量工况,其压力和效率也低一些。以下是两种800rnm风机在24000 m3/h流量时的流场对比图,为了便于观察风机叶片顶部区域的流场,以半径r=380mm截得流场:从流场图中可以看出,设计静压400Pa叶片的吸力面叶顶处存在较大低压区,该处容易发生附面层分离,进而影响轴流风机的压力。
由第三章中改变风机叶片安装角对轴流风机气动性能影响的相关结论可知,通过调整叶片安装角可以使风机性能曲线向大流量和小流量偏移,进而组成新的风机,使叶片覆盖更大的性能范围。以下是将两种设计压力下的叶片在不同安装角风机中所得到的性能曲线图,(其中,0度指风机叶片安装角不偏转,-8度指叶片安装角减小8度):
下图为400Pa设计压力安装角增加5度之后在24000m3/h流量时的流场图:风机流场图中可以看出,设计压力400Pa的风机叶片安装角增大后,其在同等流量下,叶顶区域的静压峰值区域减小,相对应的附面层分离减弱,风机压力升高。
从上述两叶片性能对比图可以看出,安装角越大,风机的“流量-压力”曲线越平缓。变安装角后两种叶片所覆盖的性能范围有重叠。设计静压400Pa叶片的0度风机与设计静压600Pa叶片的-8度风机相比较,在20000 m3/h?24000 m3/h流量范围内,两者效率相近,但设计静压400Pa叶片风机压力较高;设计静压400Pa叶片+ 10度风机与设计静压600Pa叶片+3度风机相比较,两者效率相但设计静压600Pa叶片风机的压力较高。可见,两种叶片所组成的风机在性能图谱中性能各有优劣。