風(fēng)機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（含外文翻譯）

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要論述了風(fēng)機(jī)的分類、應(yīng)用領(lǐng)域及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。針對(duì)局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該風(fēng)機(jī)由集流器、葉輪、電機(jī)、風(fēng)筒、擴(kuò)散器等部分組成。風(fēng)機(jī)的兩級(jí)葉輪分別用兩個(gè)相同型號(hào)的隔爆電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)壓和流量。在風(fēng)機(jī)的入口和出口處采用了外包復(fù)式消聲結(jié)構(gòu)來(lái)降低噪聲。該風(fēng)機(jī)主要應(yīng)用于煤礦井下掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng).它具有體積小、流量

2、大、風(fēng)壓高的優(yōu)點(diǎn),非常適合井下巷道的長(zhǎng)距離通風(fēng).</p><p>　　本文主要的研究?jī)?nèi)容包括；（1）由給定設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了風(fēng)機(jī)的第一、二級(jí)葉輪的參數(shù)計(jì)算。（2）應(yīng)用等環(huán)量方法進(jìn)行空氣動(dòng)力計(jì)算。（3）風(fēng)機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）流線罩與擴(kuò)散器的尺寸參數(shù)計(jì)算。（5）風(fēng)機(jī)噪聲的控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞 對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī) 輪轂比 葉輪 </p><p&g

3、t;<b>　　Abstract</b></p><p>　　This article mainly the air blower classification, the application domain and the domestic and foreign development condition. Has carried on the structural design to

4、the partial ventilator. This air blower by the slip ring, the impeller, the electrical motor, the air duct, the fan diffuser and so on partially is composed. Two same model type motors Separately drivend two levels of im

5、pellers. The article can according to need to adjust the wind pressure and the current capacity. The air blower en</p><p>　　This article main research content includes: (1)By assigned the design variable to

6、carry on the air blower first, two level of impeller parameter computation. (2) With Equal circulation method carries on aerodynamic design.(3) Calculates slip ring and the the fan diffuser size parameter(4) air blower n

7、oise control.</p><p>　　Key words counter-rotating axial fan hub ratio impeller </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　Abstract

8、II</p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p><b>　　1.1選題意義3</b></p><p>　　1.2風(fēng)機(jī)的原理及發(fā)展歷史3</p><p>　　1.3風(fēng)機(jī)的分類4</p><p>　　1.2.1按氣流運(yùn)動(dòng)的風(fēng)機(jī)分類4</

9、p><p>　　1.3.2按應(yīng)用領(lǐng)域的風(fēng)機(jī)分類4</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)分析5</p><p>　　第2章 風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定7</p><p>　　2.1.1確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速7</p><p>　　2.1.2葉輪直徑與葉頂

10、圓周速度的確定8</p><p>　　2.1.3流量系數(shù)及全壓系數(shù)10</p><p>　　2.1.4電機(jī)的選擇10</p><p>　　2.1.5葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11</p><p>　　2.2第一級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)和空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)計(jì)算15</p><p>　　2.2.1第一級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)計(jì)算

11、15</p><p>　　2.2.2第一級(jí)葉輪葉片環(huán)的空氣動(dòng)力計(jì)算17</p><p>　　2.3葉片幾何尺寸的確定19</p><p>　　2.3.1翼型的確定20</p><p>　　2.3.2葉片數(shù)目的選擇計(jì)算22</p><p>　　2.3.3各截面的葉片尺寸參數(shù)23</p><p

12、>　　2.3.4各截面上的葉片安裝角24</p><p>　　2.4第一級(jí)葉輪葉片的繪制24</p><p>　　2.4.1葉片幾何參數(shù)的計(jì)算25</p><p>　　2.5第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)和空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)計(jì)算27</p><p>　　2.5.1第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)計(jì)算27</p><p&

13、gt;　　2.5.2第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的空氣動(dòng)力計(jì)算29</p><p>　　2.6第二級(jí)葉輪葉片幾何尺寸的確定31</p><p>　　2.6.1第二級(jí)葉輪翼型的確定31</p><p>　　2.6.2第二級(jí)葉輪葉片數(shù)目的選擇計(jì)算33</p><p>　　2.6.3第二級(jí)葉輪各截面的葉片尺寸參數(shù)34</p><p

14、>　　2.6.4第二級(jí)葉輪各截面上的葉片安裝角34</p><p>　　2.7第二級(jí)葉輪葉片的繪制35</p><p>　　2.7.1第二級(jí)葉輪葉片幾何參數(shù)的計(jì)算35</p><p>　　第3章 集流器與流線罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)38</p><p>　　3.1集流器的選擇38</p><p>　　3.1.1集

15、流器型線的選擇38</p><p>　　3.1.2集流器尺寸的確定38</p><p>　　3.2流線罩的選擇39</p><p>　　3.2.1流線罩型式的選擇39</p><p>　　3.2.2流線罩尺寸的確定39</p><p>　　3.3集流器與流線罩的結(jié)構(gòu)39</p><p&g

16、t;　　第4章 擴(kuò)散器41</p><p>　　4.1擴(kuò)散器的型式41</p><p>　　4.2擴(kuò)散器尺寸的確定42</p><p>　　第5章 噪聲的控制43</p><p>　　5.1環(huán)境噪聲污染的危害43</p><p>　　5.2噪聲治理的基本原理43</p><p>

17、　　5.2.1吸聲43</p><p>　　5.2.2隔聲44</p><p>　　5.2.3消聲44</p><p>　　5.2.4消聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)44</p><p><b>　　結(jié)論45</b></p><p><b>　　致謝46</b></p>

18、<p><b>　　參考文獻(xiàn)47</b></p><p><b>　　附錄148</b></p><p><b>　　附錄251</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1選題

19、意義</b></p><p>　　因?yàn)槊旱V井下巷道的分布關(guān)系，流經(jīng)主巷的新鮮風(fēng)流不容易達(dá)到掘進(jìn)工作面，很難保證掘進(jìn)工作面的空氣質(zhì)量。故大多數(shù)煤礦在該處都采用局部通風(fēng)。局部通風(fēng)主要有兩種方式；一、壓入式通風(fēng)，即將新鮮空氣吹進(jìn)來(lái)，把渾濁的空氣排出；二、抽出式通風(fēng)，即將渾濁空氣抽出利用氣壓差將新鮮空氣引入。然而在煤礦掘進(jìn)工作面采用抽出式通風(fēng)會(huì)導(dǎo)致該處氣壓降低在吸入新鮮空氣的同時(shí)瓦斯也隨著大量涌出，因此大多數(shù)

20、煤礦的局部通風(fēng)都采用壓入式通風(fēng)。因此需要一種能滿足需求的風(fēng)機(jī)。</p><p>　　1.2風(fēng)機(jī)的原理及發(fā)展歷史</p><p>　　風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械。風(fēng)機(jī)已有悠久的歷史。中國(guó)在公元前許多年就已制造出簡(jiǎn)單的木制礱谷風(fēng)車，它的作用原理與現(xiàn)代離心通風(fēng)機(jī)基本相同。1862年，英國(guó)的圭貝爾發(fā)明離心通風(fēng)機(jī)，其葉輪、機(jī)殼為同心圓型，機(jī)殼用磚制，

21、木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為40％左右，主要用于礦山通風(fēng)。1880年，人們?cè)O(shè)計(jì)出用于礦井排送風(fēng)的蝸形機(jī)殼，和后向彎曲葉片的離心通風(fēng)機(jī)，結(jié)構(gòu)已比較完善了。 </p><p>　　1892年法國(guó)研制成橫流通風(fēng)機(jī)；1898年，愛(ài)爾蘭人設(shè)計(jì)出前向葉片的西羅柯式離心風(fēng)機(jī)，并為各國(guó)所廣泛采用；19世紀(jì)，軸流風(fēng)機(jī)已應(yīng)用于礦井通風(fēng)和冶金工業(yè)的鼓風(fēng)，但其壓力僅為100～300帕，效率僅為15～25％，直到二十世紀(jì)40年代以后才

22、得到較快的發(fā)展。 1935年，德國(guó)首先采用軸流等壓通風(fēng)機(jī)為鍋爐通風(fēng)和引風(fēng)；1948年,丹麥制成運(yùn)行中動(dòng)葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)；旋軸流風(fēng)機(jī)、子午加速軸流風(fēng)機(jī)、斜流風(fēng)機(jī)和橫流風(fēng)機(jī)也都獲得了發(fā)展。 </p><p><b>　　1.3風(fēng)機(jī)的分類</b></p><p>　　1.2.1按氣流運(yùn)動(dòng)的風(fēng)機(jī)分類</p><p><b>　　1．離心風(fēng)

23、機(jī)</b></p><p>　　氣流進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的葉片通道，在離心力作用下氣體被壓縮并沿著半徑方向流動(dòng)。</p><p><b>　　2．軸流風(fēng)機(jī)</b></p><p>　　氣流軸向進(jìn)入風(fēng)機(jī)葉輪后，在旋轉(zhuǎn)葉片的流道中沿著軸線方向流動(dòng)的風(fēng)機(jī)。相對(duì)于離心風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)具有流量大、體積小、壓頭低的特點(diǎn)，用于有灰塵和腐蝕性氣體場(chǎng)合時(shí)需注意。&

24、lt;/p><p>　　3．斜流式（混流式）風(fēng)機(jī)</p><p>　　在風(fēng)機(jī)的葉輪中，氣流的方向處于軸流式之間，近似沿錐流動(dòng)，故可稱為斜流式（混流式）風(fēng)機(jī)。這種風(fēng)機(jī)的壓力系數(shù)比軸流式風(fēng)機(jī)高，而流量系數(shù)比離心式風(fēng)機(jī)高。</p><p>　　1.3.2按應(yīng)用領(lǐng)域的風(fēng)機(jī)分類</p><p>　　風(fēng)機(jī)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門，一般講，離心式風(fēng)機(jī)適用于小流

25、量、高壓力的場(chǎng)所，而軸流式風(fēng)機(jī)則常用于大流量、低壓力的情況，應(yīng)根據(jù)不同的情況選有不同的風(fēng)機(jī)分類。</p><p><b>　　1鍋爐用風(fēng)機(jī) </b></p><p>　　鍋爐用風(fēng)機(jī)根據(jù)鍋爐的規(guī)格可選用離心式或軸流式。又按它的作用分為鍋爐風(fēng)機(jī)—向鍋爐內(nèi)輸送空氣；鍋爐引風(fēng)機(jī)把鍋爐內(nèi)的煙氣抽走。</p><p><b>　　2通風(fēng)換氣用風(fēng)機(jī)

26、 </b></p><p>　　這類風(fēng)機(jī)一般是供工廠及各種建筑物通風(fēng)換氣及采暖通風(fēng)用，要求壓力不高，但噪聲要求要低，可采用離心式或軸流式風(fēng)機(jī)。 </p><p>　　3工業(yè)爐（化鐵爐、鍛工爐、冶金爐等）用風(fēng)機(jī) </p><p>　　此種風(fēng)機(jī)要求壓力較高，一般為２９４０～１４７００Ｎ／ｍ，即高壓離心風(fēng)機(jī)的范圍。因壓力高、葉輪圓周速度大，故設(shè)計(jì)時(shí)葉輪要有足夠

27、的強(qiáng)度。</p><p><b>　　4礦井用風(fēng)機(jī) </b></p><p>　　礦用風(fēng)機(jī)有兩種：（又稱主扇），用來(lái)向井下輸送新鮮空氣，其流量較大，采用軸流式較合適，也有用離心式的；另一種是局部風(fēng)機(jī)（又稱局扇），其流量、壓力均小，多采用防爆軸流式風(fēng)機(jī)。</p><p><b>　　5煤粉風(fēng)機(jī) </b></p>

28、<p>　　輸送熱電站鍋爐燃燒系統(tǒng)的煤粉，多采用離心式風(fēng)機(jī)。煤粉風(fēng)機(jī)根據(jù)用途不同可分兩種：一種是儲(chǔ)倉(cāng)式煤粉風(fēng)機(jī)，它是將儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)的煤粉由其側(cè)面吹到爐膛內(nèi)，煤粉不直接通過(guò)風(fēng)機(jī)，要求風(fēng)機(jī)的排氣壓力高；另一種是直吹式煤粉風(fēng)機(jī)，它直接把煤粉送給爐膛。由于煤粉對(duì)葉輪及體殼磨損嚴(yán)重，故應(yīng)采用耐磨材料。</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)分析</p><p>　　我設(shè)計(jì)的題目是隔爆對(duì)旋軸流風(fēng)

29、機(jī).在兩級(jí)的軸流風(fēng)機(jī)中,對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)是一個(gè)很好技術(shù)方案。對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用在煤礦掘進(jìn)面的通風(fēng)中。對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)的最大特點(diǎn)就是沒(méi)有導(dǎo)葉.它有前后兩級(jí)葉輪,分別由兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng),兩葉輪的直徑相同但轉(zhuǎn)向相反,兩級(jí)葉輪互為導(dǎo)葉.這樣就大大縮短了整個(gè)風(fēng)機(jī)的軸向尺寸,使結(jié)構(gòu)更加的簡(jiǎn)單、緊湊.它的反風(fēng)性能也非常好.在對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)工作時(shí),只要改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向就可以很有效的達(dá)到反風(fēng)的要求.經(jīng)前人研究對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)的平均反風(fēng)量可達(dá)70%以上.不用另行設(shè)

30、計(jì)其反風(fēng)結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)制造和安裝應(yīng)用方面都很簡(jiǎn)便.其附帶的隔爆性能更使其能在如礦井等含有高瓦斯、粉塵等條件下工作.所以我設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)主要應(yīng)用于礦井掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng).考慮到目前大多數(shù)煤礦的掘進(jìn)工作面都采用壓入式通風(fēng).因此,本設(shè)計(jì)的方向是體積小、風(fēng)壓大、噪聲低、重量輕、便于搬運(yùn)、隔爆性能好等.其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下:</p><p>　　1.流線罩 2.集流器3.一級(jí)電機(jī) 4.一級(jí)風(fēng)筒 5.一級(jí)葉輪 6.二級(jí)葉輪 7.二級(jí)風(fēng)

31、筒 8.擴(kuò)散器 9.風(fēng)筒接頭 10.支撐板 11.腳架 12.消聲器 13.二級(jí)電機(jī)</p><p>　　圖1—1 隔爆對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　目前,軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法主要有兩種:一種是利用孤立翼型進(jìn)行空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的孤立翼型法:另一種是利用平面葉柵的理論和葉柵的吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的平面葉柵設(shè)計(jì)方法.經(jīng)過(guò)計(jì)算本設(shè)計(jì)采用的孤立翼型設(shè)計(jì)方法.經(jīng)過(guò)驗(yàn)證

32、該設(shè)計(jì)方法比較合適.在滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的情況下,對(duì)風(fēng)機(jī)的葉片環(huán)的空氣動(dòng)力計(jì)算中,采用了等環(huán)量的設(shè)計(jì)方法.該方法適用于壓力較高、輪轂比較大的軸流風(fēng)機(jī)葉片環(huán)設(shè)計(jì).進(jìn)而選擇了性能較好的LS翼型風(fēng)機(jī)葉片,用兩型號(hào)相同的隔爆電機(jī)分別驅(qū)動(dòng).前后兩級(jí)葉輪在要求風(fēng)壓較大時(shí),可同時(shí)工作滿足需要.對(duì)風(fēng)壓要求較低時(shí),可開啟第一級(jí)葉輪.這樣既能滿足多種工況需要,還可以節(jié)約電能,對(duì)于今天能源短缺的世界形勢(shì)很有意義.</p><p>　　在對(duì)旋

33、軸流風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)中,第Ⅰ級(jí)葉輪可以按照葉輪加后導(dǎo)流器級(jí)型的單級(jí)軸流風(fēng)機(jī),在給定的設(shè)計(jì)參數(shù)條件下,設(shè)計(jì)第Ⅰ級(jí)葉輪,即進(jìn)行第Ⅰ級(jí)葉輪葉片的氣動(dòng)計(jì)算和幾何尺寸計(jì)算;然后再按照前導(dǎo)流器加葉輪級(jí)型的單級(jí)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行第Ⅱ級(jí)葉輪的氣動(dòng)計(jì)算和幾何尺寸計(jì)算.對(duì)于本設(shè)計(jì)的降低噪聲的問(wèn)題,我采用了目前國(guó)內(nèi)外比較流行的對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)外包復(fù)式消聲結(jié)構(gòu).經(jīng)前人研究,對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲大部分來(lái)自于風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口,因此在設(shè)計(jì)時(shí)在風(fēng)機(jī)的第Ⅰ、Ⅱ級(jí)風(fēng)筒和擴(kuò)散

34、器外層包復(fù)了消聲材料以達(dá)到降低噪音的目的.</p><p>　　第二章 風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1風(fēng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定</p><p>　　2.1.1確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)題目可以確定風(fēng)機(jī)的級(jí)型為對(duì)旋兩級(jí)風(fēng)機(jī).采用直接驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式.為合理的分配兩葉輪的壓力負(fù)載選取兩葉輪的風(fēng)壓比為1:1.[1]&l

35、t;/p><p><b>　　1 預(yù)選電機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　預(yù)選三種電機(jī)轉(zhuǎn)速分別為960r/min 1450r/min 2940r/min</p><p><b>　　2確定風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[10]中公式:</p><p>&l

36、t;b>　　(2-1)</b></p><p>　　可求得比轉(zhuǎn)數(shù)分別為: </p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　_____ 比轉(zhuǎn)數(shù);</p><p>　　----- 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速

37、r/min;</p><p>　　_____ 風(fēng)機(jī)流量,單位由給定參數(shù)得: ;</p><p>　　_____ 第一級(jí)葉輪的風(fēng)壓由給定參數(shù)得第一級(jí)葉輪風(fēng)壓為: 。</p><p>　　由公式算出的比轉(zhuǎn)數(shù)可以看出,流量大而壓力小的比轉(zhuǎn)數(shù)大.反之流量小而壓力大的比轉(zhuǎn)數(shù)小.顯然前者為軸流風(fēng)機(jī).一般當(dāng)>100時(shí)為軸流通風(fēng)機(jī).故選取電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為2940 r/min

38、 .風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)為123.78 .</p><p>　　2.1.2葉輪直徑與葉頂圓周速度的確定</p><p>　　葉輪直徑可用文獻(xiàn)[3]中式(2-2)計(jì)算:</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　——

39、 葉輪直徑,單位 m;</p><p>　　—— 關(guān)系系數(shù),按文獻(xiàn)[3]根據(jù)圖1-2 ,取為1.7;</p><p>　　—— 通風(fēng)機(jī)的單級(jí)全壓,單位,由給定設(shè)計(jì)參數(shù)可知 為;</p><p>　　—— 氣體密度,單位,對(duì)于通風(fēng)機(jī)進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體密度。</p><p>　　—— 電機(jī)轉(zhuǎn)速,單位</p><p>

40、;　　圖2-1 比轉(zhuǎn)數(shù)與系數(shù)的關(guān)系曲線</p><p>　　根據(jù)[6]通風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的要求將D圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑,取直徑D=0.71m</p><p>　　進(jìn)一步由公式(2-3)可計(jì)算出葉輪葉頂圓周速度:</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　2.1.3流量系數(shù)及全壓系數(shù)</p>

41、;<p><b>　　1計(jì)算流量系數(shù)</b></p><p>　　由流量系數(shù)表達(dá)式(2-4)得:</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p><b>　　2計(jì)算全壓系數(shù)</b></p><p>　　由全壓系數(shù)表達(dá)式(1-5)得:</p&g

42、t;<p><b>　　(2-5) </b></p><p>　　2.1.4電機(jī)的選擇</p><p><b>　　1確定電機(jī)功率</b></p><p>　　由[5]電機(jī)功率計(jì)算公式(2-6)得:</p><p><b>　　(2-6)</b></p>

43、;<p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 電動(dòng)機(jī)功率儲(chǔ)備系數(shù)對(duì)于軸流風(fēng)機(jī)一般取K=1.05～1.10;[5]</p><p>　　—— 通風(fēng)機(jī)的單級(jí)全壓,單位,由給定設(shè)計(jì)參數(shù)可知 為2750;</p><p>　　____ 風(fēng)機(jī)流量,單位由給定參數(shù)得: </p><p>　　

44、—— 風(fēng)機(jī)全壓效率,取為[5]

45、

46、 </p><p>　　故選取電動(dòng)機(jī)的功率為.</p><p><b>　　2電動(dòng)機(jī)的選取</b></p><p>　　兩級(jí)葉輪的風(fēng)壓比為.所以前后兩級(jí)葉輪均采用同一型號(hào)的電機(jī).本設(shè)計(jì)主要針對(duì)井下掘進(jìn)面的局部壓入式通風(fēng).考慮到井

47、下設(shè)備的隔爆問(wèn)題故電機(jī)應(yīng)選取具有隔爆性能的隔爆電機(jī).經(jīng)以上計(jì)算可知:電機(jī)轉(zhuǎn)速為電機(jī)功率為.參考隔爆電機(jī)系列選取:</p><p>　　隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī) 額定轉(zhuǎn)速為,功率</p><p>　　2.1.5葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1確定葉輪結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　葉輪是風(fēng)機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，它由

48、電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，將電機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的動(dòng)能。葉輪由葉片和輪轂兩部分焊接而成。本設(shè)計(jì)采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式，葉輪通過(guò)輪轂用平鍵和電機(jī)軸連接在一起。葉輪結(jié)構(gòu)型式如下圖：</p><p>　　圖2-2 葉輪的基本型式</p><p><b>　　2輪轂比的選擇</b></p><p>　　輪轂比是軸流通風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)之一。它對(duì)通風(fēng)機(jī)的壓

49、力、流量、效率、壓力特性曲線形狀及工作區(qū)域大小等都有影響。在確定輪轂比時(shí)，不僅要考慮其對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響，而且還要從風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)方面考慮。常用的選擇輪轂比的方法有兩種,一種按經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出表2-1來(lái)選取合適的輪轂比.另一種是根據(jù)前人實(shí)驗(yàn)研究的綜合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)選取合適的輪轂比.</p><p>　　當(dāng)風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)可選取</p><p>　　按表2-1當(dāng)全壓系數(shù)時(shí) </p><p&g

50、t;　　表2-1 不同全壓系數(shù)時(shí)推薦采用的輪轂比</p><p>　　綜合兩者考慮,參考風(fēng)機(jī)輪轂比對(duì)于風(fēng)機(jī)的壓力、流量、效率等影響關(guān)系可知當(dāng)通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓較高、流量較小時(shí)應(yīng)選取較大的輪轂比,故本設(shè)計(jì)選取輪轂比</p><p><b>　　3計(jì)算輪轂直徑</b></p><p>　　當(dāng)輪轂比確定時(shí),輪轂直徑可按公式(2-7)得:</p>

51、<p><b>　　(2-7)</b></p><p><b>　　4驗(yàn)證輪轂比</b></p><p>　　當(dāng)按等環(huán)量方法進(jìn)行軸流風(fēng)機(jī)葉片環(huán)氣動(dòng)計(jì)算時(shí),葉片根部的氣流分離與否,應(yīng)驗(yàn)算是否所取輪轂比>[8]</p><p>　　(1)風(fēng)機(jī)的軸向速度由式(1-8)得:</p><p>

52、;<b>　　(2-8)</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 風(fēng)機(jī)軸向速度,單位;</p><p>　　—— 風(fēng)機(jī)輪轂比;</p><p>　　____ 風(fēng)機(jī)流量,單位由給定參數(shù)得: ;</p><p>　　—— 葉輪直徑

53、,單位;已知。</p><p>　　進(jìn)而可得到通風(fēng)機(jī)的無(wú)因次軸向速度為:</p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　風(fēng)機(jī)的理論全壓系數(shù)為:</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p><b>　　式中:</b&g

54、t;</p><p>　　——— 風(fēng)機(jī)的理論全壓系數(shù);</p><p>　　——— 風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù),已計(jì)算得;</p><p>　　——— 全壓效率,經(jīng)查表得.</p><p>　　在軸流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)計(jì)算中最佳設(shè)計(jì)參數(shù).則風(fēng)機(jī)第Ι級(jí)葉輪的計(jì)算函數(shù)為:</p><p><b>　　(2-11)</b&

55、gt;</p><p>　　則葉輪的最小輪轂比由式(2-12)得:</p><p><b>　　(2-12)</b></p><p>　　由于所決定的輪轂比=0.7>0.486,所以在葉輪的葉片根部不會(huì)產(chǎn)生氣流分離.</p><p><b>　　所選輪轂比可用.</b></p>

56、<p>　　2.2第一級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)和空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.2.1第一級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)計(jì)算</p><p>　　1確定葉片截面及截面半徑</p><p>　　通常把整個(gè)葉片沿徑向方向按等圓環(huán)面積原則分成5～7個(gè)計(jì)算截面,以便分別計(jì)算各截面的有關(guān)參數(shù),從而得到各計(jì)算截面的葉片寬度及葉片安裝角.本次設(shè)計(jì)將整個(gè)葉片按等圓環(huán)面

57、積原則分成5個(gè)計(jì)算截面.[4]</p><p>　　各計(jì)算截面的半徑可按式(2-13)計(jì)算得:</p><p><b>　　(2-13)</b></p><p>　　則各計(jì)算截面的半徑為:</p><p><b>　　; ; ; ;</b></p><p><b>

58、　　式中:</b></p><p>　　—— 第i個(gè)計(jì)算半徑;</p><p>　　—— 從輪轂截面算起的計(jì)算截面符號(hào), ;</p><p>　　—— 計(jì)算截面數(shù),取;</p><p>　　—— 葉輪直徑,已求得;</p><p>　　—— 葉輪輪轂比,取為.</p><p&g

59、t;　　在所取的截面中,需要包括平均半徑所在截面,因?yàn)橥ǔＫf(shuō)的葉片安裝角指的就是平均半徑所在截面的數(shù)值.</p><p><b>　　2各截面的相對(duì)半徑</b></p><p>　　各計(jì)算截面的相對(duì)半徑可按式(2-14)計(jì)算:</p><p><b>　　(2-14)</b></p><p>&l

60、t;b>　　; ; ; ; </b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 各計(jì)算截面半徑已求得;</p><p>　　—— 葉輪半徑,由式(2-2)可知: .</p><p>　　3各截面上氣流的圓周速度</p><p><b>

61、　　(2-15)</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 各計(jì)算截面半徑已求得;</p><p>　　—— 電機(jī)轉(zhuǎn)速,選取為。</p><p>　　4各截面上氣流的扭速</p><p>　　氣流的扭速即為葉輪人口前后的氣流旋繞速度之差.氣流在進(jìn)

62、入第Ⅰ級(jí)葉輪時(shí)入口旋繞速度=0.則各截面上氣流的扭速可按文獻(xiàn)[4]中式(2-16)計(jì)算得:</p><p><b>　　(2-16)</b></p><p><b>　　; ; ; ; </b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 通風(fēng)機(jī)的

63、單級(jí)全壓,單位,由給定設(shè)計(jì)參數(shù)可知 為;</p><p>　　—— 氣體密度,單位,對(duì)于通風(fēng)機(jī)進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體密度。</p><p>　　—— 各截面上氣流的的圓周速度,由式(2-15)求得;</p><p>　　—— 風(fēng)機(jī)全壓效率,在按等環(huán)量設(shè)計(jì)時(shí)為常數(shù)，取為0.86.</p><p>　　2.2.2第一級(jí)葉輪葉片環(huán)的空氣動(dòng)力計(jì)算&

64、lt;/p><p><b>　　1軸向絕對(duì)速度</b></p><p>　　在按等環(huán)設(shè)計(jì)時(shí),沿葉高軸向的絕對(duì)速度為常數(shù)可由式(2-17)計(jì)算得:</p><p><b>　　(2-17)</b></p><p>　　2各截面的平均相對(duì)速度</p><p><b>　　(

65、2-18)</b></p><p>　　由上式可分別求得各計(jì)算截面的平均相對(duì)速度為:</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 軸向絕對(duì)速度,已求得.</p><p>　　—— 各截面上氣流圓

66、周速度,已求得.</p><p>　　—— 各截面上氣流的扭速.</p><p>　　—— 各截面上氣流的預(yù)旋速度,按等環(huán)量設(shè)計(jì)第Ⅰ葉輪時(shí).</p><p>　　3各截面的平均相對(duì)速度氣流角</p><p><b>　　(2-19)</b></p><p>　　代入數(shù)值可分別求得各計(jì)算截面的平

67、均相對(duì)速度氣流角:</p><p><b>　　;;;;</b></p><p><b>　　4空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)</b></p><p><b>　　(2-20)</b></p><p>　　各計(jì)算截面的空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)可由上式分別計(jì)算得:</p><p&g

68、t;<b>　　;;;;</b></p><p>　　由以上計(jì)算所得各計(jì)算截面的空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)均未超過(guò)1.0,所以按孤立翼型法設(shè)計(jì)是合適的.</p><p>　　2.3葉片幾何尺寸的確定</p><p>　　葉片幾何尺寸計(jì)算的目的在于確定各計(jì)算截面所采用翼型的葉片寬度及葉片安裝角.整個(gè)葉片的幾何尺寸,可以通過(guò)計(jì)算得到的各計(jì)算截面的葉片寬度及葉

69、片安裝角光滑過(guò)渡得到.</p><p>　　2.3.1翼型的確定</p><p>　　為了使本設(shè)計(jì)能更好地達(dá)到設(shè)計(jì)要求,考慮到本設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)所消耗的功率較大,為了保證通風(fēng)機(jī)的效率和制造方便等條件,故本設(shè)計(jì)選用了軸流風(fēng)機(jī)中常用的平底機(jī)翼型葉片.綜合以上考慮我選擇了LS翼型.該翼型的原始翼型為英國(guó)LS螺旋槳翼型,修改后多用于軸流通風(fēng)機(jī)中。[15]</p><p>　　該翼

70、型的斷面坐標(biāo)值列于下表(2-2):</p><p>　　表2-2 LS翼型斷面坐標(biāo)</p><p>　　1.翼型相對(duì)厚度的選擇</p><p>　　對(duì)于同一翼型,在一定范圍內(nèi)增加其翼型相對(duì)厚度會(huì)使翼型擴(kuò)壓區(qū)域的壓力坡度邊大,當(dāng)翼型很厚時(shí),壓力坡度可以大到使葉片擴(kuò)壓區(qū)域中的跗面層發(fā)生分離,這不僅影響到通風(fēng)機(jī)的壓力增加,而且會(huì)使通風(fēng)機(jī)的效率降低.在顧及壓力,又照顧效率的

71、情況下,目前國(guó)內(nèi)外軸流通風(fēng)機(jī)中一般采用翼型相對(duì)厚度為0.05～0.12中等厚度的翼型.翼型相對(duì)厚度可選為沿葉片高度為常數(shù)或按某種規(guī)律變化的.當(dāng)按等環(huán)量方法設(shè)計(jì)葉片時(shí),葉片根部的空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)最大,可選用較大的相對(duì)翼型厚度,而葉片頂端則采用較小的相對(duì)翼型厚度,使其沿著葉片高度變化,這樣可以減少葉片根部的葉片寬度和葉片安裝角,制造也比較方便.另一方面,為了增加葉片根部的強(qiáng)度,翼型相對(duì)厚度也要選的大一些.綜合以上考慮,本設(shè)計(jì)相對(duì)翼型厚度在根

72、部和頂端分別選取為0.1和0.08,中間各截面的相對(duì)翼型厚度可通過(guò)插值計(jì)算得到.[8]</p><p>　　各計(jì)算截面的相對(duì)翼型厚度分別為:</p><p><b>　　;;;;</b></p><p>　　2.升力系數(shù)的選擇 </p><p>　　在軸流風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)計(jì)算中,為使通風(fēng)機(jī)獲得高的全壓效率,就必須在最小升阻比的

73、鄰近區(qū)域范圍內(nèi)選擇翼型的升力系數(shù).在按等環(huán)量方法設(shè)計(jì)葉片時(shí),從葉片頂端到葉片根部,空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)是逐漸增加的.根據(jù)升阻比最小的原則選取根部和頂端的升力系數(shù)分別為1.025和0.87。[8]</p><p>　　3葉片頂端和根部的葉柵稠度</p><p>　　可由文獻(xiàn)[8]中下式求得:</p><p><b>　　(2-21)</b></

74、p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　4葉片的總寬度</b></p><p>　　葉片根部的頂端的葉片總寬度可由式(2-22)計(jì)算得到,而中間各計(jì)算截面的葉片總寬度可按直線規(guī)律變化通過(guò)插值計(jì)算得到.</p><p><b>　　(2-22)</b><

75、/p><p><b>　　m;</b></p><p><b>　　m;</b></p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　5各截面的葉柵稠度</b></p><p>　　由各計(jì)算截面葉片總寬度可按下式計(jì)算各

76、截面的葉柵稠度:</p><p><b>　　(2-23)</b></p><p><b>　　;;;;</b></p><p><b>　　6各截面的升力系數(shù)</b></p><p>　　可由式(2-21)計(jì)算求得:</p><p><b>

77、　　; ;</b></p><p><b>　　; ;</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　2.3.2葉片數(shù)目的選擇計(jì)算</p><p>　　葉輪葉片數(shù)目可用下式計(jì)算:</p><p><b>　　(2-24)</b

78、></p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 平均半徑處的葉柵稠度,已求得</p><p>　　—— 輪轂比,由計(jì)算已經(jīng)確定為0.7</p><p>　　—— 平均半徑處的展弦比, 的數(shù)值可在下述

79、范圍內(nèi)選取:當(dāng)時(shí), </p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于采用孤立翼型法設(shè)計(jì)的軸流通風(fēng)機(jī)的最佳葉輪葉片數(shù)目可采用[10]表2-3推薦的數(shù)值。</p><p>　　表2-3 葉片數(shù)目與輪轂比之間的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)表2-3當(dāng)輪轂比為0.7時(shí).考慮到在葉柵稠度不變的情況下,葉片數(shù)目的增加將會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)的壓力和效率降低,故選取第Ⅰ級(jí)

80、葉輪葉片數(shù)目: .</p><p>　　2.3.3各計(jì)算截面的葉片尺寸參數(shù)</p><p><b>　　1各截面的葉片寬度</b></p><p>　　各計(jì)算截面的葉片寬度由下式計(jì)算得:</p><p><b>　　(2-25)</b></p><p><b>　

81、　; ; ;</b></p><p><b>　　; ;</b></p><p><b>　　2各截面的葉片厚度</b></p><p>　　各計(jì)算截面的葉片厚度可由[10]查手冊(cè)中下式計(jì)算得到: </p><p><b>　　(2-26)</b></p>

82、;<p><b>　　; ;</b></p><p><b>　　; ;</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　2.3.4各截面上的葉片安裝角</p><p>　　各截面的葉片安裝角由下式計(jì)算:</p><p>

83、;<b>　　(2-27)</b></p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　式中:</b></p><

84、p>　　—— 各截面上的葉片沖角,可由LS翼型的性能曲線上查得:, ,,,</p><p>　　—— 平均相對(duì)速度氣流角,已求得.</p><p>　　2.4第一級(jí)葉輪葉片的繪制</p><p>　　根據(jù)所選擇的翼型坐標(biāo),計(jì)算所得到的各計(jì)算截面的翼型幾何尺寸,翼型中心位置等,最后結(jié)合各計(jì)算截面上葉片寬度和葉片安裝角即可繪制出各計(jì)算截面的葉片翼型圖.<

85、/p><p>　　2.4.1葉片幾何參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　1弦長(zhǎng)在葉柵額線及葉柵軸向的投影</p><p>　　各計(jì)算截面的弦長(zhǎng)b在葉柵額線及葉柵軸向的投影列于下表:</p><p>　　表2-4弦長(zhǎng)在葉柵額線及葉柵軸向的投影</p><p>　　2各計(jì)算截面翼型的重心坐標(biāo)</p><p>

86、;　　各計(jì)算截面的翼型的重心坐標(biāo)可由文獻(xiàn)[10]中式(2-28)和式(2-29)計(jì)算求得:</p><p><b>　　(2-28)</b></p><p><b>　?。?-29)</b></p><p>　　各計(jì)算截面翼型的重心坐標(biāo)值列下表:</p><p>　　表2-5各計(jì)算截面的重心坐標(biāo)&l

87、t;/p><p>　　3重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影</p><p>　　重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影列于下表:</p><p>　　表2-6重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影</p><p><b>　　4各截面的翼型尺寸</b></p><p

88、>　　根據(jù)表2-2LS翼型的斷面坐標(biāo)可計(jì)算出各計(jì)算截面的翼型尺寸列于下表:</p><p>　　表2-7各計(jì)算截面的翼型尺寸</p><p>　　2.5第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)和空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.5.1第二級(jí)葉輪葉片環(huán)的氣流參數(shù)計(jì)算</p><p>　　1確定葉片計(jì)算截面及截面半徑</p>&

89、lt;p>　　本次設(shè)計(jì)將第二級(jí)葉輪的整個(gè)葉片按等圓環(huán)面積原則分成5個(gè)計(jì)算截面.</p><p>　　各計(jì)算截面的半徑可按式(2-13)計(jì)算得:</p><p><b>　　(2-13)</b></p><p>　　則各計(jì)算截面的半徑為:</p><p>　　; ; =0.306m; ; </p>&l

90、t;p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 第個(gè)計(jì)算半徑;</p><p>　　—— 從輪轂截面算起的計(jì)算截面符號(hào),;</p><p>　　—— 計(jì)算截面數(shù),去;</p><p>　　—— 葉輪直徑,已求得;</p><p>　　—— 葉輪輪轂比,取為.</

91、p><p>　　在所取的截面中,需要包括平均半徑所在截面,因?yàn)橥ǔＫf(shuō)的葉片安裝角指的就是平均半徑所在截面的數(shù)值.</p><p><b>　　2各截面的相對(duì)半徑</b></p><p>　　各計(jì)算截面的相對(duì)半徑可按式(2-14)計(jì)算:</p><p><b>　　(2-14)</b></p>

92、;<p><b>　　; ; ; ; </b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 各計(jì)算截面半徑已求得;</p><p>　　—— 葉輪半徑,由式(2-2)可知: </p><p>　　3各截面上氣流的圓周速度</p><p

93、>　　由式(2-15)計(jì)算得</p><p><b>　　(2-15)</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　r —— 各計(jì)算截面半徑已求得;</p><p>　　n —— 電機(jī)轉(zhuǎn)速,選取為</p><p>　　4各截面上氣流的

94、扭速</p><p>　　第二級(jí)葉輪人口前后的氣流旋繞速度之差即為其扭速.氣流在通過(guò)第一級(jí)葉輪時(shí)產(chǎn)生預(yù)旋在第二級(jí)葉輪出口時(shí)旋繞速度.則各截面上氣流的扭速可按式(2-16)計(jì)算得:</p><p><b>　　; ; ; ; </b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　

95、—— 通風(fēng)機(jī)的單級(jí)全壓,單位,由給定設(shè)計(jì)參數(shù)可知 為;</p><p>　　—— 氣體密度,單位,對(duì)于通風(fēng)機(jī)進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)氣體密度</p><p>　　u —— 各截面上氣流的的圓周速度,由式(2-15)求得;</p><p>　　—— 風(fēng)機(jī)全壓效率,在按等環(huán)量設(shè)計(jì)時(shí)為常數(shù),取為0.86.</p><p>　　2.5.2第二級(jí)葉輪葉

96、片環(huán)的空氣動(dòng)力計(jì)算</p><p><b>　　1.軸向相對(duì)速度</b></p><p>　　軸向相對(duì)速度在按等環(huán)量設(shè)計(jì)時(shí)沿葉高方向上為常數(shù),由(2-17)計(jì)算得:</p><p>　　2各截面的平均相對(duì)速度</p><p>　　各計(jì)算截面的平均相對(duì)速度可由式(2-18)計(jì)算得到:</p><p>

97、;　　由上式可分別求得各計(jì)算截面的平均相對(duì)速度為:</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 軸向絕對(duì)速度,已求得.</p><p>　　—— 各截面上氣流圓周速度,已求得.</p><p>　　——

98、各截面上氣流的扭速.</p><p>　　—— 各截面上氣流的預(yù)旋速度,即為第Ⅰ級(jí)葉輪的氣流出口旋繞速度由式(2-16)計(jì)算求得.</p><p>　　3各截面的平均相對(duì)速度氣流角</p><p>　　各計(jì)算截面的平均相對(duì)速度氣流角可按式(2-19)計(jì)算得:</p><p>　　代入數(shù)值可分別求得各計(jì)算截面的平均相對(duì)速度氣流角:</p

99、><p><b>　　;;;;</b></p><p>　　4第二級(jí)葉輪的空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)</p><p>　　由式(2-20)可求得各計(jì)算截面的空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)為:</p><p><b>　　;;;;</b></p><p>　　由以上計(jì)算所得各計(jì)算截面的空氣動(dòng)力負(fù)荷系數(shù)均未

100、超過(guò)1.0,所以第Ⅱ級(jí)葉輪按孤立翼型法設(shè)計(jì)還是合適的.</p><p>　　2.6第二級(jí)葉輪葉片幾何尺寸的確定</p><p>　　2.6.1第二級(jí)葉輪翼型的確定</p><p>　　對(duì)于第二級(jí)葉輪翼型的選擇參照第一級(jí)葉輪翼型的選擇原則綜合考慮決定同樣采用LS翼型.其翼型尺寸坐標(biāo)可參照表2-2LS翼型的斷面坐標(biāo).</p><p>　　1.翼型

101、相對(duì)厚度的選擇</p><p>　　第二級(jí)葉輪的相對(duì)厚度的選擇可同第一級(jí)葉輪即:</p><p><b>　　;;;;</b></p><p><b>　　2.升力系數(shù)的選擇</b></p><p>　　葉片頂端和根部的葉柵稠度可由式(2-21)求得:</p><p><

102、;b>　　;</b></p><p>　　3.葉片頂端和根部的總寬度</p><p>　　第二級(jí)葉輪葉片根部的頂端的葉片總寬度可由式(2-22)計(jì)算得到,而中間各計(jì)算截面的葉片總寬度可按直線規(guī)律變化通過(guò)插值計(jì)算得到.</p><p><b>　　(2-22)</b></p><p><b>　

103、　m;</b></p><p><b>　　m;</b></p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　4各截面的葉柵稠度</b></p><p>　　由計(jì)算所得各計(jì)算截面的葉片總寬度可按式(2-23)計(jì)算各截面的葉柵稠度:</p>

104、;<p><b>　　(2-23)</b></p><p><b>　　;;;;</b></p><p><b>　　5各截面的升力系數(shù)</b></p><p>　　各截面的升力系數(shù)由式(2-21)計(jì)算求得:</p><p><b>　　; ;</

105、b></p><p><b>　　; ;</b></p><p>　　2.6.2第二級(jí)葉輪葉片數(shù)目的選擇計(jì)算</p><p>　　葉輪葉片數(shù)目可用下式計(jì)算:</p><p><b>　　(2-24)</b></p><p><b>　　;</b>&

106、lt;/p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—— 平均半徑處的葉柵稠度,已求得</p><p>　　—— 輪轂比,已確定為</p><p>　　—— 平均半徑處的展弦比, 的數(shù)值可在下述范圍內(nèi)選取:當(dāng)時(shí), 。</p><p>　　根據(jù)國(guó)內(nèi)軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)

107、于采用孤立翼型法設(shè)計(jì)的軸流通風(fēng)機(jī)的最佳葉輪葉片數(shù)目可采用下表1-3推薦的數(shù)值.根據(jù)表1-3當(dāng)輪轂比為時(shí).考慮到在葉柵稠度不變的情況下,葉片數(shù)目的增加將會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)的壓力和效率降低,此外為了避免前后兩級(jí)葉輪氣流脈動(dòng)的相互疊加,確保前后兩極葉輪能夠協(xié)調(diào)、平穩(wěn)地工作,前后兩級(jí)葉輪葉片數(shù)目最好互為質(zhì)數(shù).故選取第Ⅰ級(jí)葉輪葉片數(shù)目: .</p><p>　　2.6.3第二級(jí)葉輪各計(jì)算截面的葉片尺寸參數(shù)</p>

108、<p>　　1. 第二級(jí)葉輪各截面的葉片寬度</p><p>　　各計(jì)算截面的葉片寬度由式(2-25)計(jì)算得:</p><p><b>　　(2-25)</b></p><p><b>　　; ; ;</b></p><p><b>　　; ;</b></p&

109、gt;<p>　　2. 第二級(jí)葉輪各截面的葉片厚度</p><p>　　各計(jì)算截面的葉片厚度可由式(2-26)計(jì)算得到:</p><p><b>　　; ;</b></p><p><b>　　; ;</b></p><p><b>　　;</b></p&g

110、t;<p>　　2.6.4第二級(jí)葉輪各截面上的葉片安裝角</p><p>　　各截面的葉片安裝角由下式計(jì)算:</p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　;</b></p><

111、p><b>　　式中:</b></p><p>　　——各截面上的葉片沖角，, ,,,</p><p>　　—— 平均相對(duì)速度氣流角,已求得.</p><p>　　2.7第二級(jí)葉輪葉片的繪制</p><p>　　2.7.1第二級(jí)葉輪葉片幾何參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　1弦長(zhǎng)在葉柵額線及

112、葉柵軸向的投影</p><p>　　各計(jì)算截面的弦長(zhǎng)b在葉柵額線及葉柵軸向的投影列于下表:</p><p>　　表2-8弦長(zhǎng)在葉柵額線及葉柵軸向的投影</p><p>　　2各截面翼形的重心坐標(biāo)</p><p>　　各計(jì)算截面的翼型的重心坐標(biāo)可由式(1-28)和式(1-29)計(jì)算求得:</p><p><b>

113、;　　(2-28)</b></p><p><b>　　(2-29)</b></p><p>　　各截面翼型的重心坐標(biāo)列下表:</p><p>　　表2-9各截面的重心坐標(biāo)</p><p>　　3重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影</p><p>　　重心距翼形前后緣的

114、距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影列于下表:</p><p>　　表2-10重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影</p><p><b>　　4各截面的翼型尺寸</b></p><p>　　各計(jì)算截面的翼型尺寸列于下表:</p><p>　　表2-11各計(jì)算截面的翼型尺寸</p><p&g

115、t;　　第三章 集流器與流線罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　集流器與流線罩一起,組成了光滑的漸縮形流道.其作用就是使氣流在其中得到加速,以便在損失很小的條件下,能在軸流通風(fēng)機(jī)級(jí)的入口前面建立起一個(gè)均勻的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)。優(yōu)化了風(fēng)機(jī)的入口條件，提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率和降低風(fēng)機(jī)的噪聲。通風(fēng)機(jī)級(jí)入口條件對(duì)于級(jí)的工作有很大影響,如果在設(shè)計(jì)中缺少其中任何一個(gè)部件,以及設(shè)計(jì)不夠合理,都會(huì)惡化級(jí)的入口條件,使地通風(fēng)機(jī)性能變壞.

116、集流器對(duì)于軸流通風(fēng)機(jī)的性能有很大的影響,實(shí)驗(yàn)證明,沒(méi)有集流器的軸流通風(fēng)機(jī)要比具有優(yōu)良集流器的通風(fēng)機(jī)的全壓及全壓效率分別低10%～12%級(jí)10%～15%.有集流器的軸流通風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)也要增加一些.流線罩的有無(wú),以及它的形狀,對(duì)于軸流通風(fēng)機(jī)的性能是有影響的,尤其是當(dāng)通風(fēng)機(jī)輪轂比較大的時(shí)候。[8]</p><p><b>　　3.1集流器的選擇</b></p><p>　

117、　3.1.1集流器型線的選擇</p><p>　　集流器的型線一般為圓弧或者雙曲線.為了便于集流器的加工制造,本設(shè)計(jì)選用圓弧型集流器.</p><p>　　3.1.2集流器尺寸的確定</p><p>　　對(duì)于圓弧型集流器,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮圓弧型線半徑葉輪直徑D之比時(shí),其損失系數(shù)已經(jīng)很小,約為;當(dāng)時(shí)損失系數(shù)可以忽略不計(jì),因此,在設(shè)計(jì)中可去集流器的尺寸如下:</p

118、><p><b>　　1圓弧半徑</b></p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　2集流器長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　;本設(shè)計(jì)取</b></p><p><b>　　3集流器外徑<

119、;/b></p><p><b>　　;本設(shè)計(jì)取.</b></p><p><b>　　3.2流線罩的選擇</b></p><p>　　3.2.1流線罩型式的選擇</p><p>　　如前所述,流線罩的功用在于和集流器一起組成光滑的漸縮流道,用來(lái)保證優(yōu)良的軸流通風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣條件.流線罩通常為半球

120、型或流線型.考慮到加工制造方便本設(shè)計(jì)采用了比較常用的半球型流線罩.</p><p>　　3.2.2流線罩尺寸的確定</p><p>　　半球型流線罩的半徑等輪轂半徑.如上計(jì)算已確定輪轂直徑㎜;流線罩的半徑即為:248.5㎜</p><p>　　3.3集流器與流線罩的結(jié)構(gòu)</p><p>　　集流器的曲線入口一般由鋼板卷壓而成，后端焊接上法蘭使

121、之可以與風(fēng)筒通過(guò)螺栓連接在一起。為了加工方便流線罩由鋼板直接沖壓成型。集流器與流線罩通過(guò)支撐板焊接在一起。其結(jié)構(gòu)型式如圖：</p><p>　　1.集流器 2.流線罩</p><p>　　圖3-1 集流器與流線罩</p><p><b>　　第四章 擴(kuò)散器</b></p><p>　　軸流通風(fēng)機(jī)的出口動(dòng)壓在全壓中所占的

122、比例比離心通風(fēng)機(jī)大得多.這是因?yàn)檩S流通風(fēng)機(jī)工作時(shí),通風(fēng)機(jī)級(jí)的出口氣流軸向速度相當(dāng)大,與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓也較大，與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)壓約占通風(fēng)機(jī)全壓的30%～50%，而離心通風(fēng)機(jī)的出口動(dòng)壓僅占全壓的5%～10%[7]。為了減少軸流通風(fēng)機(jī)出口流速,提高靜壓,需要在軸流通風(fēng)機(jī)的出口處安裝擴(kuò)散器,同時(shí)也提高了通風(fēng)機(jī)的靜壓效率.此外,由于通風(fēng)機(jī)排氣噪聲的聲功率與通風(fēng)機(jī)出口氣流速度成線性關(guān)系[18],因此在通風(fēng)機(jī)級(jí)的出口設(shè)計(jì)擴(kuò)散器還可以顯著降低通風(fēng)機(jī)的排氣

123、噪聲.所以擴(kuò)散器是軸流通風(fēng)機(jī)的重要組成部分.</p><p><b>　　4.1擴(kuò)散器的型式</b></p><p>　　軸流通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器的結(jié)構(gòu)型式隨著外殼和芯筒的型式不同而各有不同.常用的擴(kuò)散器型式如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 常用的擴(kuò)散器型式</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用了其中比較常用的一種型式即

124、芯筒是漸縮的流線,而外殼為圓筒形.</p><p>　　4.2擴(kuò)散器尺寸的確定</p><p>　　擴(kuò)散器的出口等值的直徑為:</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[8]一般優(yōu)良的擴(kuò)散器等值張開角取為</p><p>　　則擴(kuò)散器芯筒的長(zhǎng)度等于擴(kuò)散器的長(zhǎng)度:&

125、lt;/p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　流線型的芯筒可按[8]中表4-1流線體型坐標(biāo)計(jì)算得到：</p><p><b>　　表4-1流線體坐標(biāo)</b></p><p>　　第五章 噪聲的控制</p><p>　　5.1環(huán)境噪聲污染的危害</

126、p><p>　　噪聲對(duì)人體的影響和危害一般可分為勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)兩方面，前面指危害人的身體健康，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生，后者指干擾環(huán)境安靜，影響人們正常的工作和生活。噪聲對(duì)人體健康危害主要表現(xiàn)在：損傷聽力，造成噪聲性耳聾；導(dǎo)致大腦皮層興奮和平衡失調(diào)，腦血管功能損害，導(dǎo)致神經(jīng)衰弱；損傷心血管系統(tǒng)，引發(fā)消化系統(tǒng)失調(diào)，影響內(nèi)分泌；干擾人們正常的生活、休息、語(yǔ)言交談和日常的工作學(xué)習(xí)，分散注意力，降低工作效率。</p>

127、;<p>　　5.2噪聲治理的基本原理</p><p>　　形成噪聲污染主要是三個(gè)因素，即：聲源、傳播媒介和接收體。只有這三者同時(shí)存在，才能對(duì)聽者形成干擾。從這三方面入手，通過(guò)降低聲源、限制噪聲傳播、阻斷噪聲的接收等手段，來(lái)達(dá)到控制噪聲的目的，在具體的噪聲控制技術(shù)上，可采用吸聲、隔聲和消聲三種措施。</p><p><b>　　5.2.1吸聲</b>&l

128、t;/p><p>　　當(dāng)聲波入射到物體表面時(shí)，部分聲能要被物體吸收轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，稱為吸聲。材料的吸聲性能用吸收系數(shù)來(lái)表示，吸聲系數(shù)越大，則表示材料的吸聲性能越好。材料的吸聲性能與材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和聲波的入射角度及聲波的頻率有關(guān)。多孔吸聲材料的吸聲機(jī)理是：材料內(nèi)部有無(wú)數(shù)細(xì)小的相互貫通的孔洞，當(dāng)聲波入射到這些材料的表面，進(jìn)而入射到這些細(xì)小的孔隙內(nèi)時(shí)，要引起孔隙內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，緊靠孔壁和纖維表面的空氣，因摩擦和粘滯運(yùn)

129、動(dòng)阻力而不易運(yùn)動(dòng)，使聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉。故性能良好的吸聲材料要多孔，孔與孔之間互相貫通，并且貫通的孔洞要與外界連通，使聲波能進(jìn)入材料內(nèi)部。如對(duì)應(yīng)赫茲聲波，厚的超細(xì)玻璃棉的吸聲系數(shù)是。</p><p><b>　　5.2.2隔聲</b></p><p>　　隔聲所采用的方法是將噪聲源封閉起來(lái)，使噪聲控制在一個(gè)小的空間內(nèi)，這種隔聲結(jié)構(gòu)稱為隔聲罩。在聲波遇到屏蔽物時(shí)，由