风机基本知识及基本理论.docVIP

1.1通风机的基础知识 1.1.1通风机的主要性 通风机的基础知识和基本理论 能参数 流量、压力、转速、功率、及效率是表示通风机性能的主要参数，称为通风机的性能参数。其概念概括如下： 一、流量 单位时间内流经通风机的气体体积或质量，称为流量（又称风量）。 体积流量 它是单位时间流经通风机的气体体积。常用单位为m3/s(米3/秒)、m3/min(米3/分)、m3/h(米3/时),分别用Qs、Qmin、Qh表示。由于气体在通风机内压力升高不大，体积变化很小、故一般设通风机的体积流量不变。无特殊说明通风机的体积流量是指标准状态下的体积。 质量流量 即单位时间内流经通风机的气体质量。单位为kg/s（千克/秒）、kg/min（千克/分）、kg/h（千克/时），分别用Ms、Mmin、Mh表示。 压头 通风机的压头是指升压（相对于大气的压力），即气体在通风机内压力的升高值，或者说是通风机进出口处气体压力之差。从能量观点来看压头是指单位体积流体经过通风机所获得的能量。它有净压、动压、全压之分。性能参数是指通风机的全压（它等于通风机出口与进口全压之差），其单位为N/m2。 转速 通风机转子旋转速度的快慢将直接影响通风机的流量、压力、效率。单位为每分钟转数即rpm常用n表示。 四、轴功率 驱动通风机所需要的功率N称轴功率，或者说是单位时间内传递给通风机轴的能量。单位为kW(千瓦)。 五、效率 通风机在把原动机的机械能传递给气体的过程中，要克服各种损失，其中只有一部分是有用功。常用效率来反映损失的大小，效率高即损失小。效率常用η表示。 1.1.2 风机的主要无因次参数 将通风机的主要性能参数：流量Q（m3/s）、压力P（N/m2）、功率（kW）、转速n（rpm）与通风机的特性值：叶轮外径D（m）、叶轮外圆的圆周速度u（m/s）以及气体密度ρ（kg/m3）之间的关系用无因次参数来表示，它们分别是： 一、 压力系数 = P /（ρu2） (1.1) 二、 流量系数 = (1.2) 三、 功率系数 = (1.3) 四、 比转数 =n 3叶型的主要几何参数 如下图所示： b――叶型中线（即叶型上下表面相切的诸圆之圆心的连线）两端点m,p连线之方向上的最大长度，称之为弦长。 c――最大厚度，即弦长法线方向的叶型最大厚度。 ＝c/b――叶型相对厚度。 f――叶型中线最大弯度。 ＝f/b――叶型相对弯度。 e,a――分别为最大厚度和最大弯度位置与前缘点m在弦长方向的距离。 ――叶型中线在前缘点m处所作切线与叶弦之间的夹角，称之为叶型前缘方向角。 ――叶型后缘方向角。 θ――叶型弯折角。 4叶栅的主要几何参数和气流参数 具体参数如下图所示： t――栅距，即叶栅中两相邻叶栅之间的距离。 t/b――相对栅距，其倒数b/t称为叶栅稠度常用τ表示。 ――叶型安装角，即叶型弦线与圆周方向的夹角。 ――进口几何角，即叶型前缘中线切线与圆周方向的夹角。 ――出口几何角，即叶型后缘中线切线与圆周方向的夹角。 由图可知，叶型弯折角θ＝－。 i――气流进口冲角，i= － δ――气流出口落后角，δ=－ ――气流转折角，＝－ α――攻角，即叶型翼弦与速度wm的夹角，它是研究叶栅中孤立叶型的重要参数。 1.2 通风机的基本理论 1.2.1 基元级速度分析――速度三角形 在研究轴流通风机的流动现象时，一般只对级进行研究。 级是指由由动叶和导叶组成的整体。也有只有动叶的单级叶轮的级。 基元级是指用两个半径差为一个单位的同心圆筒来切割风机的转子，两圆筒之间所夹的部分就称为基元级。 为了便于研究不同半径流面上的气体流动，习惯上常把同一半径上的环形叶栅展开成平面叶栅来研究。容易看出气流流经同一环形叶栅的所有叶片时，其流动条件是相同的。而级可以看作是由无穷多个基元级组成，因此对级的进行速度分析只需要对基元级进行速度分析就可以了！ 由图可知，在风机内部气流的绝对速度c可以看作由于叶轮旋转而沿圆周方向产生的牵连速度u,和气体相对叶栅的相对速度w的速度的复合.将叶栅进出口速度三角形分别画出后相叠加就得到右图所示的基元级速度三角形。 对于圆柱体级的基元级的流动，气流牵连速度u1=u2=u。另外，由于轴流式通风机中的压升较小，气体的密度可以看成不变即ρ1＝ρ2＝ρ。由： Q=(D2－d2)c1z=(D2－d2)c2z 此处，D是指截得基元级的较大圆筒的直径， d 是指截得基元级的较小圆筒的直径。 显然, c1z= c2z 由速度三角形的几何关系可得气流的平均相