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焦作大学离心风机的设计.rar

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    焦作 大学 离心 风机 设计
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    焦作大学毕业设计 正文32. 离心式通风机的结构及原理2.1 离心风机的基本组成主要由叶轮、机壳、进口集流器、导流片、联轴器、轴、电动机等部件组成。旋转的叶轮和蜗壳式的外壳。旋转叶轮的功能是使空气获得能量; 蜗壳的功能是收集空气,并将空气的动压有效地转化为静压。2.2 离心风机的原理叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能, 然后经蜗壳和蜗壳出口扩散段将部分动能转化为静压。这样,风机出口的空气就是具有一定静压的风流。1-进气室;2- 进气口;3- 叶轮;4- 蜗壳;5-主轴;6-出气口;7-扩散器焦作大学毕业设计 正文42.3 离心风机的主要结构参数如图所示,离心风机的主要结构参数如下。①叶轮外径, 常用 D 表示;②叶轮宽度, 常用 b 表示;③叶轮出口角,一般用 β 表示。叶轮按叶片出口角的不同可分为三种:前向式──叶片弯曲方向与旋转方向相同, β> 90°(90°~ 160°);后向式──叶片弯曲方向与旋转方向相反, β< 90°(20°~ 70°);径向式──叶片出口沿径向安装,β= 90°。焦作大学毕业设计 正文52.4 离心风机的传动方式如图所示。3. 离心式通风机的设计3.1 通风机设计的要求离心通风机在设计中根据给定的条件:容积流量,通风机全压 ,工作介质及 以用其他要求,确定通风机的主要尺寸,例如,直径及直径比 ,转速 n,进出口宽度和,进出口叶片角 和 ,叶片数 Z,以及叶片的绘型和扩压器设计,以保证通风机的性能。 对于通风机设计的要求是: (1) 满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近; (2) 最高效率要高,效率曲线平坦; (3) 压力曲线的稳定工作区间要宽; (4) 结构简单,工艺性能好; 焦作大学毕业设计 正文6(5) 足够的强度,刚度,工作安全可靠; (6) 噪音低; (7) 调节性能好; (8) 尺寸尽量小,重量经; (9) 维护方便。 对于无因次数的选择应注意以下几点: (1) 为保 证 最 高 的 效 率 , 应 选 择 一 个 适 当 的 值 来 设 计 。 ( 2) 选 择 最 大 的 值 和 低 的 圆 周 速 度 , 以 保 证 最 低 的 噪音。 (3) 选择最大的值,以保证最小的磨损。 (4) 大时选择最大的 值。3.2 设计步骤3. 2.1 叶轮尺寸的决定叶轮的主要参数: :叶轮外径 :叶轮进口直径; :叶片进口直径; :出口宽度; :进口宽度;:叶片出口安装角; :叶片进口安装角; 焦作大学毕业设计 正文7Z:叶片数:叶片前盘倾斜角;一. 最佳进口宽度 在叶轮进口处如果有迴流就造成叶轮中的损失,为此应加速进口流速。一般采用,叶轮进口面积为 ,而进风口面积为 ,令 为叶轮进口速度的变化系数,故有: 由此得出: 考虑到轮毂直径引起面积减少,则有: 其中 在加速20%时,即 , 加速20%的叶轮图 二. 最佳进口直径 由水力学计算可以知道,叶道中的损失与速度的平方成正比,即 。为此选择在一定的流量和转速条件下合适的,以使为最小。 首先讨论叶片厚度的影响。由于叶片有一定厚度 ;以及折边的存在,这样使进入风机的焦作大学毕业设计 正文8流速从增加至,即: 叶片厚度和进出口的阻塞系数计算 用 和 分别表示进出口的阻塞系数: 式中为节距, 为切向叶片厚度 同理 那么进出口的径向速度为: 当气流进入叶轮为径向流动时, ,那么: 焦作大学毕业设计 正文9为了使最小,应选用适当的。总之在中间值时,使最小,即 考虑到进口20%加速系数,及轮毂的影响求极小值,得出的优化值为: 出口直径不用上述类似的优化方法,只要选用合适 的即可: 即: 也可以根据 ,求出 三. 进口叶片角 1. 径向进口时的 优化值 同一样,根据为最小值时,优化计算进口叶片角 。当气流为径向进口时,,且均布,那么从进口速度三角形(令进口无冲击 = ) 焦作大学毕业设计 正文10代入值后得出值,最后得出: (3-5) 求极值,即 (3-6a) 这就是只考虑径向进口时的 优化值。 把(3-6a )式代入(3-4a)至(3-4d)式: (3-6b) 进而当 时: (3-6c) 或者: (3-6d) 2. 当叶轮进口转弯处气流分布不均匀时 的优化值。 图3-4,叶片进口处速度分布不均匀,在前盘处速度大小 为和,比该面上的平均值要大,设 那么 此外: 焦作大学毕业设计 正文11当 时: (3-7a) 进而采用近似公式: 其中为叶轮前盘叶片进口处的曲率半径。计算出来的 角比小一些。如下表所示: : 0.2 0.4 1.0 2.0 3.0 4.0 : 0.952 0.88 0.74 0.58 0.472 0.424 : 那么 (3-7b) 式中 为 的平均值。 图3-4叶片进口处和分布不均匀 图3-5进口速度三角 焦作大学毕业设计 正文123. 当气流进入叶片时有预旋,即 : 由图3-5进口速度三角形可以得出: 求极值后: (2-8a) 可以看出当气流偏向叶轮旋转方向时(正预旋), 将增大,同时得到: 4. 叶轮的型式不同时 有所区别 一般推荐叶片进口角 稍有一个较小的冲角。后向叶轮中叶道的摩擦等损失较小,此时的选择使叶轮进口冲击损失为最小。 冲角 一般后向叶轮:
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