第五章轴流式通风机的基本理论.docx
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第五章轴流式通风机的基本理论
第五章轴流式通风机的基本理论
,,。
篓鎏苎通墨塑只有悠久的历史,十九世纪已经应用于矿山和冶金工业上。
由于当时工、比
水平的譬掣,理论研究没有很好地展开,这种风机的全压为98~294Pa,而效摹夜这二云嘉茁
宙。
三三兰苎翌望,.鬯于航空事业的迅速发展,对机翼理论进行了广泛的实验研究,其研嘉蓦
雾查查堡掌三塑鎏誓风机的发展。
迄今,孤立翼型的升力理论和实验数据,石纛≤磊磊三釜赢
銎兰苎。
望妄要竺提主一。
从30年代开始,随着航空发动机的日新月异,菇孬赫妄藩蔓葚荐竽
奋署望竺竺翟耋,其研究结果即所谓平面叶栅实验数据,是设计轴流式压缩疵美蔷盖磊嘉釜违
风机的主要依据。
“………l~…“一、魍
§5一l概述
一、工作原理和概况
《b、。
篓矍登孽璺机的分类,在第一章已谈到,风压在4900Pa以下,气体沿轴向流动的通风机,
称为轴流通风机。
………~……”
图6—1是轴流通风机的典型结构简图。
气体从集风器l进入,通过叶轮2使气流获得能
量,,楚要婆仝曼生爱导叶将一部分偏转的气流动能变为静压能,最后,气流通过扩散筒4将一
部分轴向气流动能转变为静压能,然后从扩散筒流出,输入管路。
‘…一…
。
。
。
。
!
警竺景叶-磐成级、轴流式通风机因压力较低,一般情况下都采用单级。
低压轴流式通风
銎竺詈妻!
19(:
?
三以下,高压轴流式通风机的压力一般也在4900Pa以下,因此,箱孬享菩甚
式通风机而言,轴流式通风机具有流量大、体积小,压头低的特点。
’…~1“
除上述的典型结构外,轴流通风机的型式和构造是多种多样的,小的轴流风机,其叶轮直
◇
ll&
径只有3_00多毫米,大的直径可有20多米。
目前最大的轴流通风机的流量可达l500万米s/时。
,风机布置形式有立式、卧式和倾斜式三种。
轴流通风机很多是电机直联传动的,也可通过其
他装置进行变速传动。
为了便于安装和维护,轴流风机广泛采用滚动轴承。
由于叶轮强度和噪声等原因,轴流风机叶轮外径的圆周速度一般不大于13q米/秒,当周
速高时,将产生比离心风机大的噪声。
现代轴流通风机的动叶或导叶常做成可调节的,即其安装角可调。
这样不仅大大扩大丁
运行工况范围,而且显著提高了变工况下的效率,因此,其使用范围和经济性均比离心式风机
好。
尤其是近年来,动叶可调机构被成功地采用,使得轴流风机在大型电站(30万千瓦以上)、
大型隧道、矿井等通风、引风装置中获得日益广泛的应用。
此外,轴流风机还广泛应用于厂房、
建筑物的通风换气、空气调节、冷却塔通风、锅炉鼓风引风、化工、风洞风源等方面。
目前单级轴流通风机的全压效率可达90乡刍以上,带有扩散筒的单级风机的静压效率可达
83~85%。
一般轴流风机的压力系数较低,P<0.3。
而流量系数龟一0.3~0.6。
单级轴流风
机的比转数为‰一l8,--,90(即100~500)。
近年来,轴流风机逐渐向高压发展,例如日本某电站用的丹麦VARIAX型动叶可调轴流
送风机,其全压已达P一14210Pa。
因此,许多大型离心风税有被轴流风机取代的趋势,例如
大型电站的风机就是这样。
二、轴流通风机的全称及代号,
其全称包括名称、型号、机号、传动方式、=气流方向及风口位置六部分内容。
(一)轴流通风机名称前可冠用各种用途字样,一般也可省略不写。
(二)型号由基本型号和补充型号组成,共分两组,中间用横线隔开。
基本型号占前一组,
用风机的轮毂比(叶轮轮毂直径与叶轮直径之比)取其百分数和翼型代号(见表5-1)以及设计
序号表示。
补充型号占后一组,用风机叶轮级数和结构的设计序号表示。
表乒l翼型代号
A
a
E
G
K
M
机翼型
对称机翼型。
半机翼型
对称半机翼型
等厚板型
对称等厚板型
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
B
D
F
Ⅱ
L
N
机翼型
对称机翼型
半机翼型
对称半机翼型
等厚板型
对称等厚板型
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
(三)机号以叶轮直径的分米(dm)数表示,有小数尾数时取整数或l/2,并在前面冠以符
号“N0”。
(四)传动方式:
有六种型式,用汉语拼音字母按表5-2的规定表示。
对于传动方式为A
式或E式的轴流通风机,且仅是一种传动方式时,则传动方式、气流方向和风口位置均省略不
写。
有A式和E式两种传动方式时,则仅表示传动方式。
(五)气流方向:
用来区别吸气、出气,可按表5—3的规定表示。
(六)风口位置:
分进风I=1与出风口两种,用入、出若干角度表示,若无进出风口位置则可不
予表示。
基本风IJ位置有四个,特殊用途可增加,如表6—4所示。
116
表舡2
代号
传动方式
A
B
G
D
E
F
无轴承,电机直联传动
悬臂支承,皮带轮在轴承中间
悬臂支承,皮带轮在轴承外侧
悬臂支承,联轴器传动(有风筒)
悬臂支承,联轴器传动(无风筒)
齿轮和直联传动
表乒3
代号
代表意义-
入
出
正对风口气流顺面方向流八
正对风口气流迎面方向流入
表5—4
第五章轴流式通风机的基本理论
,,。
篓鎏苎通墨塑只有悠久的历史,十九世纪已经应用于矿山和冶金工业上。
由于当时工、比
水平的譬掣,理论研究没有很好地展开,这种风机的全压为98~294Pa,而效摹夜这二云嘉茁
宙。
三三兰苎翌望,.鬯于航空事业的迅速发展,对机翼理论进行了广泛的实验研究,其研嘉蓦
雾查查堡掌三塑鎏誓风机的发展。
迄今,孤立翼型的升力理论和实验数据,石纛≤磊磊三釜赢
銎兰苎。
望妄要竺提主一。
从30年代开始,随着航空发动机的日新月异,菇孬赫妄藩蔓葚荐竽
奋署望竺竺翟耋,其研究结果即所谓平面叶栅实验数据,是设计轴流式压缩疵美蔷盖磊嘉釜违
风机的主要依据。
“………l~…“一、魍
§5一l概述
一、工作原理和概况
《b、。
篓矍登孽璺机的分类,在第一章已谈到,风压在4900Pa以下,气体沿轴向流动的通风机,
称为轴流通风机。
………~……”
图6—1是轴流通风机的典型结构简图。
气体从集风器l进入,通过叶轮2使气流获得能
量,,楚要婆仝曼生爱导叶将一部分偏转的气流动能变为静压能,最后,气流通过扩散筒4将一
部分轴向气流动能转变为静压能,然后从扩散筒流出,输入管路。
‘…一…
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警竺景叶-磐成级、轴流式通风机因压力较低,一般情况下都采用单级。
低压轴流式通风
銎竺詈妻!
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三以下,高压轴流式通风机的压力一般也在4900Pa以下,因此,箱孬享菩甚
式通风机而言,轴流式通风机具有流量大、体积小,压头低的特点。
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除上述的典型结构外,轴流通风机的型式和构造是多种多样的,小的轴流风机,其叶轮直
◇
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径只有3_00多毫米,大的直径可有20多米。
目前最大的轴流通风机的流量可达l500万米s/时。
,风机布置形式有立式、卧式和倾斜式三种。
轴流通风机很多是电机直联传动的,也可通过其
他装置进行变速传动。
为了便于安装和维护,轴流风机广泛采用滚动轴承。
由于叶轮强度和噪声等原因,轴流风机叶轮外径的圆周速度一般不大于13q米/秒,当周
速高时,将产生比离心风机大的噪声。
现代轴流通风机的动叶或导叶常做成可调节的,即其安装角可调。
这样不仅大大扩大丁
运行工况范围,而且显著提高了变工况下的效率,因此,其使用范围和经济性均比离心式风机
好。
尤其是近年来,动叶可调机构被成功地采用,使得轴流风机在大型电站(30万千瓦以上)、
大型隧道、矿井等通风、引风装置中获得日益广泛的应用。
此外,轴流风机还广泛应用于厂房、
建筑物的通风换气、空气调节、冷却塔通风、锅炉鼓风引风、化工、风洞风源等方面。
目前单级轴流通风机的全压效率可达90乡刍以上,带有扩散筒的单级风机的静压效率可达
83~85%。
一般轴流风机的压力系数较低,P<0.3。
而流量系数龟一0.3~0.6。
单级轴流风
机的比转数为‰一l8,--,90(即100~500)。
近年来,轴流风机逐渐向高压发展,例如日本某电站用的丹麦VARIAX型动叶可调轴流
送风机,其全压已达P一14210Pa。
因此,许多大型离心风税有被轴流风机取代的趋势,例如
大型电站的风机就是这样。
二、轴流通风机的全称及代号,
其全称包括名称、型号、机号、传动方式、=气流方向及风口位置六部分内容。
(一)轴流通风机名称前可冠用各种用途字样,一般也可省略不写。
(二)型号由基本型号和补充型号组成,共分两组,中间用横线隔开。
基本型号占前一组,
用风机的轮毂比(叶轮轮毂直径与叶轮直径之比)取其百分数和翼型代号(见表5-1)以及设计
序号表示。
补充型号占后一组,用风机叶轮级数和结构的设计序号表示。
表乒l翼型代号
A
a
E
G
K
M
机翼型
对称机翼型。
半机翼型
对称半机翼型
等厚板型
对称等厚板型
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
扭曲叶片
B
D
F
Ⅱ
L
N
机翼型
对称机翼型
半机翼型
对称半机翼型
等厚板型
对称等厚板型
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
非扭叶片
(三)机号以叶轮直径的分米(dm)数表示,有小数尾数时取整数或l/2,并在前面冠以符
号“N0”。
(四)传动方式:
有六种型式,用汉语拼音字母按表5-2的规定表示。
对于传动方式为A
式或E式的轴流通风机,且仅是一种传动方式时,则传动方式、气流方向和风口位置均省略不
写。
有A式和E式两种传动方式时,则仅表示传动方式。
(五)气流方向:
用来区别吸气、出气,可按表5—3的规定表示。
(六)风口位置:
分进风I=1与出风口两种,用入、出若干角度表示,若无进出风口位置则可不
予表示。
基本风IJ位置有四个,特殊用途可增加,如表6—4所示。
116
表舡2
代号
传动方式
A
B
G
D
E
F
无轴承,电机直联传动
悬臂支承,皮带轮在轴承中间
悬臂支承,皮带轮在轴承外侧
悬臂支承,联轴器传动(有风筒)
悬臂支承,联轴器传动(无风筒)
齿轮和直联传动
表乒3
代号
代表意义-
入
出
正对风口气流顺面方向流八
正对风口气流迎面方向流入
表5—4
§5-2基元级
一、基元级及速度三角形.
在研究轴流通风机内的流动现象时,一般只对级进行分析。
由上节知,级是由叶轮和导叶
组成。
由于其不同半径上轴向流动面均处于离心力场的作用下,气流参数是变化的,因而其动
叶片一般沿叶高方向呈扭曲状。
为了便于研究其不同半径流面上的气体流动,习惯上是把同
一半径上的环形叶栅展开成平面叶栅来研究,这种平面叶栅——包括动叶和导叶叶栅的组合,
称为基元级。
可以看出,气流流经同一环形叶栅所有叶片时,其流动条件是相同的。
而级可以
看成是由无穷多个基元级组成。
动
导
图5—2
现在来看任意半径上基元级的气体流动情况,如图5-2,a)所示。
在叶轮进口l-1截面处,
气流以绝对速度D,流入叶轮,由于叶轮以圆周速度地作牵连运动,故相对于叶轮而言,气体以
§5-2基元级
一、基元级及速度三角形.
在研究轴流通风机内的流动现象时,一般只对级进行分析。
由上节知,级是由叶轮和导叶
组成。
由于其不同半径上轴向流动面均处于离心力场的作用下,气流参数是变化的,因而其动
叶片一般沿叶高方向呈扭曲状。
为了便于研究其不同半径流面上的气体流动,习惯上是把同
一半径上的环形叶栅展开成平面叶栅来研究,这种平面叶栅——包括动叶和导叶叶栅的组合,
称为基元级。
可以看出,气流流经同一环形叶栅所有叶片时,其流动条件是相同的。
而级可以
看成是由无穷多个基元级组成。
动
导
图5—2
现在来看任意半径上基元级的气体流动情况,如图5-2,a)所示。
在叶轮进口l-1截面处,
气流以绝对速度D,流入叶轮,由于叶轮以圆周速度地作牵连运动,故相对于叶轮而言,气体以
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- 第五 轴流 通风机 基本理论