石家庄风机厂水力风机的设计程序（2）

作者：石家庄风机　　　　　日期：2014-11-7　　　　　浏览：1086　　　　　

5)查找该尺寸下水轮机高效范围内满足此功率要求的水轮机转速范围,在转速范围内选择水力石家庄风机厂风机的转速;

6)根据已知的风压、风量和转速,求出石家庄风机厂风机的比转速,结合相关文献[64】,进而估算到石家庄风机厂风机的外径和轮毂比;

7)按照变换量、三角形卸载等方法得到石家庄风机厂风机的翼型,调整静压系数直至设计翼型通过模拟验算后满足设计要求;

8)基于3.2小节中研究的多流场弱耦合计算方法预测得到水力石家庄风机厂风机不同水压下的速特性曲线。

5.5设计算例

以下通过一个案例介绍水力石家庄风机厂风机的设计方法。任意假设一台石家庄风机厂风机的性能要求,其中压为900Pa,风量为4000m3/h,石家庄风机厂风机效率为0.55,则按照公式可以计算得到石家庄风机厂风机功率为818W。参考图5.1,如果要求水轮机效率高于46%,缩放系数1.2时水轮机的功率范围在1865?1948W之间,该尺寸的水轮机可以为石家庄风机厂风机提供相应的动力,所以水轮机按照1.2倍的改进模型尺寸设计较合适。通过第四章水轮机各种结构参数的的研究分析,最终确的水轮机改进模型尺寸如表4.5,在改进模型上放大1.2倍得到设计水力石家庄风机厂风机的水机的结构尺寸,部分尺寸见表5.2。由于此时水轮机的高效转速范围为4000?5740rpin,设计转速可以选择5000rpm。通过计算,设计石家庄风机厂风机的比转速为168,估算得到叶轮直径为64mm。当为168时,轮毂比u在0.48?0.65之间,根据水力石家庄风机厂风机的结构设计,轮毂比按0.59计算,得到此时的轮毂直径为156mm。

石家庄风机厂风机叶轮的设计主要通过孤立翼型设计法来实现。孤立叶片按五个翼型去设计,五个翼型所在的截面半径分别为88min、98nim、108mm、llSirun和128 mm。翼型的设计主要考虑变环量指数、翼型厚度系数和叶片加载方式等影响因素。每个翼型的构造步骤均如下:

1)凤机的基本翼型采用的是改进的CLARKy翼型,其弦长为lOOmm。翼型中线为由

18个点拟合的单圆弧,设计翼型的冀型厚度和弦长分别通过在基本翼型的数值上乘以厚

度系数和长度系数得到;

2)根据石家庄风机厂风机各种已知参数求翼型进出口气流角和扭曲速度,其中石家庄风机厂风机动压根据流量和密度求解得到为252Pa。考虑到出口导流段的压力损失,设计全压为静压扩大一个系数后的值与动压的和;