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        2020-12-2 多翼離心風機初始條件和環境參數

        作者:      瀏覽次數:240次     發布時間:2020-12-02

        多翼離心風機初始條件和環境參數


        考慮到到理論與實際情況的差異性,風量適當以提高 1m3/min 進行設計,具體各性能參數和環境參數初始條件設定如下:

        風機全壓PtF=140Pa;

        風機流量qv=17.5m3/min;

        風機進口壓力Pin=101324Pa; 風機進口溫度tin=20°;

        空氣氣體常數R=287J/(kg·K) ; 風機轉速n=850r/min。

        通過以上初始條件確定空氣密度:   Pin/(R(273+tin))=1.2kg/m3。(2-1)


        葉輪計算


        1計算風機比轉速ns


        風機比轉速ns 是衡量風機最主要的參數之一,能夠全面反映通風機的特性[1]。



        故ns 的計算結果為 35.087。


        2選取葉片出口角β2A



        ns=5.54n        

          


        由于研究的離心風機主要用于家用吸油煙機產品,要求壓力系數高,流量系數大,噪音低等特點,故選用強前彎的前向多翼離心風機,初選葉片出口角 β2A 為 160°。


        3選取全壓系數 ψt


        表 2-1 給出了全壓系數大致選擇范圍【26】。



        表 2-1全壓系數選擇范圍

        β2Aψtβ2Aψt

        20°~30°0.6~0.8110°~135°1.6~1.8

        40°~50°(機翼形)0.7~0.9135°~150°1.8~2.2

        30°~60°

        90°0.8~1.2

        1.2~1.4150°~180°(多翼葉)2.4~2.8


        故選取全壓系數ψt 為 2.4。


        4計算葉輪外緣圓周速度u2



        通過全壓和空氣密度及壓力系數計算葉輪外緣圓周速度,


        u =        

         ψ 



        故u2 的計算結果為 9.8601m/s。



        5計算葉輪出口直徑D2



        根據葉輪出口速度,計算葉輪出口直徑,

        D              


        故D2 的計算結果為 0.255m。


        6選取葉輪進出口直徑比D1/D2


        多翼離心風機的進出口直徑比D1/D2 一般取 0.8~0.95,大多情況下取 0.875,故此次設計初選進出口直徑比D1/D2 為 0.85  。


        7計算葉輪進口直徑D1


        結合葉輪進出口直徑比和葉輪出口直徑就可以計算葉輪進口直徑,

        D1= D2×(D 1/D2)(2-5)

        故D1 的計算結果為 0.217m。


        8選取葉片中心角δ,并確定葉片進口角β1A。


        為了制造方便,葉片一般為圓弧形,同時為盡可能減少葉道內渦區的形成,提高離心的風機效率,葉片流道宜采用等速流道或加強流道,即葉片中心角 δ≤90°。本案例線初選δ=90°,故

        β1A=180°-δ-(180°-β2A)

        故β1A 的計算結果為 70°。


        9計算葉片寬度b


        葉片寬度一般去( ~ )的葉輪出口直徑,



        故 的計算結果為 ~ m,故取 b=0.15m。


        10計算葉片圓弧半徑Rk


        葉片圓弧半徑由葉輪進出口直徑和葉片出口角決定[1],


        故Rk 的計算結果為 0.027m。


        11計算葉片中心圓弧半徑R0


        計算葉片中心圓弧半徑從幾何結構上可以進一步驗證葉輪進出口直徑及葉片圓弧半徑是否正確[1],


        R =               


         (2-9)


        0


        故R0 的計算結果為 0.103m。


        12計算葉片數 Z


        葉片數的計算方案較多,以下采用的多翼離心風機計算普遍使用的計算方法[1],


        故 的計算結果為 ~ ,考慮到葉輪的總體效果,取葉片數 Z=60 片。


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        多翼離心風機初始條件和環境參數


        考慮到到理論與實際情況的差異性,風量適當以提高 1m3/min 進行設計,具體各性能參數和環境參數初始條件設定如下:

        風機全壓PtF=140Pa;

        風機流量qv=17.5m3/min;

        風機進口壓力Pin=101324Pa; 風機進口溫度tin=20°;

        空氣氣體常數R=287J/(kg·K) ; 風機轉速n=850r/min。

        通過以上初始條件確定空氣密度:   Pin/(R(273+tin))=1.2kg/m3。(2-1)


        葉輪計算


        1計算風機比轉速ns


        風機比轉速ns 是衡量風機最主要的參數之一,能夠全面反映通風機的特性[1]。



        故ns 的計算結果為 35.087。


        2選取葉片出口角β2A



        ns=5.54n        

          


        由于研究的離心風機主要用于家用吸油煙機產品,要求壓力系數高,流量系數大,噪音低等特點,故選用強前彎的前向多翼離心風機,初選葉片出口角 β2A 為 160°。


        3選取全壓系數 ψt


        表 2-1 給出了全壓系數大致選擇范圍【26】。



        表 2-1全壓系數選擇范圍

        β2Aψtβ2Aψt

        20°~30°0.6~0.8110°~135°1.6~1.8

        40°~50°(機翼形)0.7~0.9135°~150°1.8~2.2

        30°~60°

        90°0.8~1.2

        1.2~1.4150°~180°(多翼葉)2.4~2.8


        故選取全壓系數ψt 為 2.4。


        4計算葉輪外緣圓周速度u2



        通過全壓和空氣密度及壓力系數計算葉輪外緣圓周速度,


        u =        

         ψ 



        故u2 的計算結果為 9.8601m/s。



        5計算葉輪出口直徑D2



        根據葉輪出口速度,計算葉輪出口直徑,

        D              


        故D2 的計算結果為 0.255m。


        6選取葉輪進出口直徑比D1/D2


        多翼離心風機的進出口直徑比D1/D2 一般取 0.8~0.95,大多情況下取 0.875,故此次設計初選進出口直徑比D1/D2 為 0.85  。


        7計算葉輪進口直徑D1


        結合葉輪進出口直徑比和葉輪出口直徑就可以計算葉輪進口直徑,

        D1= D2×(D 1/D2)(2-5)

        故D1 的計算結果為 0.217m。


        8選取葉片中心角δ,并確定葉片進口角β1A。


        為了制造方便,葉片一般為圓弧形,同時為盡可能減少葉道內渦區的形成,提高離心的風機效率,葉片流道宜采用等速流道或加強流道,即葉片中心角 δ≤90°。本案例線初選δ=90°,故

        β1A=180°-δ-(180°-β2A)

        故β1A 的計算結果為 70°。


        9計算葉片寬度b


        葉片寬度一般去( ~ )的葉輪出口直徑,



        故 的計算結果為 ~ m,故取 b=0.15m。


        10計算葉片圓弧半徑Rk


        葉片圓弧半徑由葉輪進出口直徑和葉片出口角決定[1],


        故Rk 的計算結果為 0.027m。


        11計算葉片中心圓弧半徑R0


        計算葉片中心圓弧半徑從幾何結構上可以進一步驗證葉輪進出口直徑及葉片圓弧半徑是否正確[1],


        R =               


         (2-9)


        0


        故R0 的計算結果為 0.103m。


        12計算葉片數 Z


        葉片數的計算方案較多,以下采用的多翼離心風機計算普遍使用的計算方法[1],


        故 的計算結果為 ~ ,考慮到葉輪的總體效果,取葉片數 Z=60 片。


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