轴流式通风机课程设计

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1、轴流式通风机课程设计第一节设计原始条件和要求设计轴流式通风机时，一般应给出下列原始资料：流量（）、全压（pa）、工作介质密度（）或工作介质温度、大气压力，以及结构上的要求和特殊要求等。初始条件：流量＝4426，风机全压＝261Pa，介质为空气，其进口状态为标准状态（为1个大气压，温度为20℃，空气密度），设计一广泛应用于一般工厂、仓库、办公室、住宅内的轴流式通风机，要求全压效率不小于80%。设计目的：要求学生熟练掌握轴流式通风机的基本理论和设计方法，并初步掌握用所学的理论和方法进行轴流式通风机的设计。设计要求：（1）满足所需流量和压力的工

2、况点应在最高效率点附近；（2）最高效率值要尽量大些，效率曲线平坦；（3）通风机结构简单、工艺性好、材料及附件选择方便；（4）有足够的强度、刚度，工作安全可靠；（5）运转稳定、噪声低；（6）调节性能好，工作适应性强；（7）通风机尺寸尽可能小，重量轻；（8）操作和维护方便，拆装运输简单易行。第二节　设计计算的主要内容设计计算的主要内容为：通风机类型的选择（离心式、轴流式），方案选择与比较，驱动方式选取，计算比转速，叶轮设计计算，叶型选型与设计（确定叶轮外径及轮毂直径），计算圆周速度及压力系数，求轴向速度，计算扭速，计算平均相对速度及气流角，选

3、择叶片数，选取各截面的升力系数及相应的攻角，求叶片宽度，叶型的安装角，叶片型线的绘制，集流器、整流罩和扩散筒的设计计算，通风机主要零部件材料选取，主要零部件强度计算与校核，通风机临界转速计算，零部件图和总装配图的绘制。目前大多数轴流通风机都是采用孤立叶型设计法，这种方法较为简便有效。此处就采用孤立叶型的设计法来设计一般用的轴流式通风机。其设计计算的主要内容有：一、方案选择与比较方案类型：叶轮前设置前导叶；叶轮后设置后导叶；单独叶轮级；叶轮前后都设置导叶。要求：说明选择这种方案的原因与分析。根据给定条件，此处可直接选用：单独叶轮级：电机直接

4、驱动叶轮的方式。实际通风机具体的结构方案选择问题涉及的因素较多，可根据用户的使用要求及制造厂的生产经验，参照性能良好的已有产品，初步选定方案。二、选择电动机及转速风机的转速可根据用户使用要求选取。一般风机与电动机是直接驱动的。为了正确选择电动机，需要进行轴功率的计算，风机在设计工况下运转时的轴功率为：　　　　　　　　　　（1）所需电机功率为：　　　　　（2）（k取1.2—1.3）　　　　　　　　　　　根据所需要的电动机功率，结合用户的情况，按来选取电动机型号，即可选择合适的电动机及相应的转速。电机额定转速选择1000，1500，3000三

5、种，根据单级比转速选择。如下T30例子我们可以选择AQ26332型号的电动机，机号为NO3.5，转速为2850r/min。三、叶型设计计算1、计算比转速　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式中：为叶轮转速（r/min），由于采用直接驱动，即为电机的转速，由上可知n=2850r/min；依照有关比转速的应用，可大致确定通风机类型及叶片型式。一般轴流式通风机有（100~500）。上式计算得，符合要求。2、确定叶轮外径及轮毂直径由查图7－5和图7－6，选取轮毂比及系数：一般轮毂比的选择范围为：＝0.25~0.75。　　由图得Ku=2.6，图7

6、－5　轮毂比υ与比转速ns的关系图7－6　比转速ns与系数Ku的关系则对于标准状态下的空气叶轮外径为：　　轮毂外径为：，取ν=0.4，则Dh=0.12m　。由下表T30风机外形及安装尺寸可知，对于NO3.5的风机，，而，所以NO3.5的风机合适。3、计算圆周速度及压力系数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　算出的圆周速度应满足强度条件及噪声要求；否则应作适当调整。从降低噪声的角度出发，应取，但当叶轮直径一定时，过低的圆周速度，将降低风机的流量和风压。一般可取。根据算出的及，即知道本方案的选择合理。4、求轴向速度　　　　　　　　　　

7、（9）　　　　5、将整个叶片分成几个截面，分别计算各截面的扭速值方法：这里就采用变环量设计先计算平均直径截面的扭速，由于η≥0.8，则，取，即。设气流分布规律为，则任一截面r处的扭速值为通常可选取5个截面进行叶栅的计算，则截面的半径为：，，则取，则通常变环量指数ɑ的取值为0~1，取ɑ=0.5，则，由，得式：η为风机的全压效率6、计算平均相对速度及气流角　，　　　　　7、选择叶片数Z对于同一轮毂比υ和叶片弦长b而言，叶片数Z增加，则叶栅稠度τ亦增加，这将引起叶栅升力系数的下降，并使得流道内的流动损失迅速上升；如果叶片数过少，将使每个叶片的负

8、荷增大，从而使气动性能变坏，导致风机的全压降低。因此，对于一定的轮毂比和叶片弦长的风机，存在一个最佳叶片数（或最佳相对栅距）。根据国内设计轴流式风机的经验和试验数据，对于孤立叶型法设计的轴流式