叶片几何参数对轴流叶轮气动性能的影响规律研究.pdf

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1、第14卷第7期2014年3月科学技术与工程VoI．14No．7Mar．20141671—1815(2014)07—0020—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．叶片几何参数对轴流叶轮气动性能的影响规律研究褚双磊(中国民航大学空中交通管理学院，天津市空管运干亍规划与安全技术重点实验室，天津300300)摘要轴流叶轮是轴流式风力灭火机的关键灭火部件，轴流叶轮叶片的安装角度和叶片数是影响轴流式灭火风机气动性能的重要因素，通过对比5种轴流式灭火风机的气动性能实验数据进行分析，研究了不同叶片数和叶片角度

2、对轴流式灭火风机气动性能的影响，得出了其性能参数随叶片角度和叶片数改变的变化规律，试验结果表明：轴流叶轮叶片数为6、叶片角度为38。的5号轴流式灭火风机风量最接近设计风量，达到1400．3in／h，轴功率远小于便携式风力灭火机的功率要求，气动性能良好，基本满足灭火风机的气动性能要求。因此应用于轴流式风力灭火机的轴流叶轮叶片数宜取6片，叶片角度宜取38。。关键词轴流叶轮轴流式风力灭火机气动性能实验叶片角度中图法分类号TK473．8；文献标志码A目前，现有的便携式风力灭火机均采用离心风依据和实验基础。机作为主要灭火部件，离心风机存在出口风量小，整1轴流叶轮气动性能实

3、验系统机效率低的缺点。与离心风机相比，轴流风机中气体是沿轴向进入和排出的，没有离心惯性力，因而产1．1轴流式灭火风机气动性能试验装置牛的风压很小，但产生的风量和出口风速却很便携式风力灭火机实际灭火条件复杂，灭火风大¨J，能提供强大的高速空气射流，符合便携式风机的气动性能是便携式风力灭火机灭火性能的核力J火火机所需要的灭火要求，有助于便携式风力灭心，设计轴流式灭火风机气动性能试验装置是为了火机灭火效率的提高。本研究考虑采用轴流式风机验证轴流式灭火风机的气动性能，为制造轴流式风代替离心式风机，优化便携式风力灭火机的灭火性力灭火机的样机而作准备。轴流式灭火风机气动性能

4、。而轴流式风力灭火机是一种不同于现有离心式能试验装置是指在实验室条件下为模拟轴流式灭火风力灭火机的新型便携式风力灭火机，其轴流叶轮风机气动性能测试而设计的一套试验装置。该试验是轴流式风力灭火机的核心灭火部件。因此，轴流装置包括小型电动机、实验支架、中间传动部件、齿叶轮气动性能的好坏直接关系到轴流式风力灭火机轮箱固定架和轴流式灭火风机。轴流式灭火风机由的灭火性能。轴流风机和灭火风筒组成。其中轴流风机是由轴流根据国家标准《便携式风力灭火机技术条件》叶轮和圆形轴流风筒组成。灭火风筒是由锥形射流规定的便携式风力灭火机中灭火风机性能所要求的风筒和整流栅板组成。轴流式灭火风

5、机气动性能试出口风量条件，并考虑轴流式风力灭火机的整机布验装置总体结构如图1与图2所示。局和便携式的特点，设计制造了轴流式灭火风机气图2所示的轴流式灭火风机试验装置实物图是动性能实验装置。在该实验装置上对5种轴流叶轮按照1：1的比例用相机拍照而成的轴测图，变频电分别进行气动性能试验，得到5种轴流式灭火风机动机型号为Y90L__4，底部实验支架为方钢焊接而在设计工况下的气动性能参数和气动性能曲线，进成，核心灭火部件为轴流式灭火风机，其结构参数为一步分析符合轴流式灭火风机性能要求的轴流叶轮轴流风简直径为200mm，长度为400fl，轴流叶轮参数，为设计高效率的轴流式

6、风力灭火机提供理论直径为190mm，径向间隙5mm，轮毂比0．2。锥形射流灭火风筒的长度为600in，具体几何尺寸见20139月2日收到，10月25日修改中国民航大学图3。科研启动基金(2010QD07X)资助1．2灭火风机出气实验装置作者简介：褚双磊(1982一)，男，天津人，博士，讲师。研究方向：民林用灭火风机性能测试系统是根据GB／T用1毛机15-行性能，气动件能实验与数值模拟。E—mail：chushuanglei1236-2000~工业通风机用标准化风道进行性能试@163．con。验》所建立的非标风机气动性能试验台。鉴于用于科学技术与工程14卷6O2实

7、验结果分析502．1不同叶片数对轴流式灭火风机气动性能影响4O的试验分析30图5～图8给出了第一组试验系列中3种不同曩20叶片数1～3号轴流式灭火风机的变工况下P．一lO蠡囊Q、P一Q、N—Q和w／一Q气动性能比较曲线图。图8不同叶片数效率．风量特性曲线流量范围内，叶片数较多的轴流式灭火风机全压较高，随着叶片数的增大，其全压也相对增加。在风量出寸H为1000～2000m／h的范围内，叶片数较多的轴流叶轮全压较高。叶片数为6的3号轴流风机全压和静压都处于中间位置。风量Q／(mh。。1由功率曲线图可以看出在全流量范围内，叶片数量对轴流式灭火风机功率的影响较小。3种轴

8、流图5不同叶片数全压一流