[工学]流体机械十二章.ppt

四、风机的选择 选择风机的步骤大致如下： 1.分析风机的工作条件，包括气体含尘、含纤维或其他杂质、可燃易爆、温度等情况，确定风机的种类及型号。 2.确定用户需要的风量Qmax，由管路水力计算得到需要的风压pmax。考虑一定的安全值，确定风机的风量及风压。如当地工作条件与标准条件(标准大气压及温度20℃)不符，应换算为标准条件下的风压。 3.由风量及风压确定风机的机号及转速，可以利用选择性能曲线图，或风机性能表，或无因次性能曲线。 4.校核圆周速度u2是否符合噪声规定。 5.根据风机的功率，选用电机。 6.选择传动方式及出风口位置 由式相似工况点应满足以下关系： 得相似工况曲线方程为: 将QB及HB代入得K=HB/QB2。则可以绘出通过B点的相似工况曲线Ⅳ。与转速n的性能曲线Ⅰ交于C点。B点与C点是相似工况点，C点又在转速为n的性能曲线上。因此有n/n′=QC/QB。 改变泵或风机转速的方法有以下几种： 1)改变电机转速 用电机拖动的泵或风机，可以在电机的转子电路中串接变阻器来改变电机的转速。这种方法的缺点是必须增加附属设备，且在变速时增加额外的电能消耗。也可以采用可变极数的电机，但这种电机较贵，调速是跳跃式的，调速范围有限，一般只有两种转速。现在多数采用的是无级变频调速方法。 2)调换皮带轮 改变风机或电机的皮带轮的大小，可以在一定范围内调节转速。这种办法的优点是不增加额外的能量损失，缺点是调速范围有限，并且要停机换轮。 3)采用液力联轴器 液力联轴器是安装在电机与泵或风机之间的传动设备。它和一般联轴器不同之处在于通过液体(如油)来传递转矩。改变联轴器的进油量，就可以改变传递的转矩，从而在电机转速恒定的情况下，改变泵或风机的转速。 在理论上可以用增加转速的办法来提高流量，但是转速增加后，使叶轮圆周速度增大，因而可能增大振动和噪声，且可能发生机械强度和电机超载等问题，所以一般不采用增速方法来调节工况。 三、进口导流器调节 离心式通风机常采用进口导流器进行调节。常用的导流器有轴向导流器与径向导流器. 进口导流器简图 导流器的作用是使气流进入叶轮之前产生预旋。由欧拉方程式得知，p=?(u2cu2-u1cu1)。当导流器全开时，气流无旋进入叶轮，此时cu1=0，所得风压最大。向旋转方向转动导流器叶片，气流产生预旋，使切向分速cu1加大，从而风压降低。导流器叶片转动角度越大，产生预旋越强烈，风压p越低。 采用导流器的调节方法，增加了进口的撞击损失，从节能角度看，不如变速调节，但比阀门调节消耗功率小，也是一种比较经济的调节方法。此外，导流器结构比较简单，可用装在外壳上的操作手柄进行调节，可以在不停机的情况下进行，操作方便灵活，这是比变速调节优越之处。 四、切削叶轮调节 泵或风机的叶轮经过切削，外径改变，其性能随之改变。泵或风机的性能曲线改变，则工况点移动，系统的流量和压头改变，达到调节的目的。 叶轮经过切削与原来叶轮不符合几何相似条件，切削前后性能参数的关系不符合相似律，需重新推导切削律。 由于切削量不大，近似认为切削前后的出口安装角?2不变。叶轮直径D2变为D2′，圆周速度u2变为u2′。由于?2不变，速度图相似，满足运动相似条件. 叶轮切削前后的速度比为: 叶轮切削前后的性能参数之间关系如下，近似认为容积效率相等，即?v≈?v′，排挤系数相等?≈?′，水力效率相等?H≈?H′，涡流系数相等K≈K′，则有 对于低比转数的泵与风机，叶轮切削后出口宽度变化不大，可以近似认为不变，b2≈b2′，则上述关系为: 称为第一切削定律。 对于中、高比转数的泵与风机，叶轮切削后可以认为出口面积不变，?D2b2≈?D2′b2′，则性能参数关系为: 称为第二切削定律。 切削叶轮进行调节的工况分析见图。图中曲线Ⅰ是叶轮直径为D2的泵与风机性能曲线，曲线Ⅱ是管路性能曲线，交点A是工况点。 切削叶轮调节的工况分析 欲将工况点调至管路性能曲线B点，通过B点的泵与风机的性能曲线Ⅲ，叶轮直径为D2’。为求出D2’，需找出曲线I上与B点运动相似的工况点，因为切削定律是由运动相似推导出来的。为此需画出运动相似的切削曲线，由于有两个切削定律，切削曲线也有两条。 对于低比转数的泵与风机： 切削叶轮调节的工况分析 将B点的HB、QB代入计算，得切削曲线是一条直线，见图中曲线Ⅳ，与叶轮切削前的性能曲线Ⅰ交于C点，C点与B点满足运动相似条件。应用第一切削定律，得 切削叶轮调节的工况分析 对于中高比转数的泵与风机： 则： 将HB、QB代入计算，得切削曲线是一条二次抛物线，见图中曲线Ⅴ，与叶轮切削前的性能曲线Ⅰ交于D点。D点与B点满足运动相似条件，应用第二切削定律，得 切削叶轮调节的工况分析 切削叶轮的调节方法，其切削量不能太大，否则效率明显下降。水泵的最大切削