（优秀毕业全套设计）KZ25648型轴流式通风机设计

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《（优秀毕业全套设计）KZ25648型轴流式通风机设计》修改意见稿

1、“.....经过后导叶扩压整流后，使气体轴向流出。其反应度，般为左右。这种级主要应用于压头较高的通风机，而效率也较高．可达到η，设计制造良好的甚至可达.。图.两种形式通风机的速度三角形叶轮前后均设置导叶如图所示，此方案前导叶使气流在叶轮进口产生旋绕，后导叶使叶轮出口气流整流后排出。这种方案其实是第二种方案的综合，其性能也是介于两者之间。其布置往往使叶轮进出口气流的绝对速度大小相等，而旋转方向相反，故而反应度，这种风机的效率η。两级轴流式通风机如图所示该方案般是个叶轮和个导叶组成级，也可以在第级前设置导叶。在些情况下，为了使风压较高，而径向尺寸较小，也可以采用两个叶轮中间加个导叶的方法，这可以看作两极轴流式通风机的改造形式。总体来说两级风机效率较高，其中每级叶轮单独工作时产生的风压之和都低于两级叶轮同时工作时风压的半，这样通风机的寿命较高。本设计，在通风机方案选择过程中，主要是对以上四种形式进行考虑......”。

2、“.....图表示了两种通风机级的特性对比。压力系数流量系数及功率系数的特性对比。总体上来说，这四种方案各有特点，其适用范围也在定程度上有重叠。由于轴流是通风机具体结构方案的选择问题比较复杂，在实际设计过程中，般情况下需要根据制造厂商的现有生产技术具体情况以及通风机用户的特定的要求，参照相似条件下已有的典型产品的实际结构选择适当的结构，并在该结构的基础上予以改进。图.两种通风机特性比较设置前导叶，设置后导叶在进行方案选择的时候，也可以大致参考风机的比转数或压力系数进行。其方法大体如下当或时，可以采用叶轮加后导叶的结构当.或时，可以采用前导叶加叶轮加后导叶的结构。.方案的确定通过查阅相关技术资料，参照与该设计题目所给条件相似的已经投入生产和使用的我国现有的典型轴流式风机的具体结构形式，综合以上所述结构的优点，经过思考以及与小组同学的讨论......”。

3、“.....同时为了减少通风机的尺寸降低成本，在对整体效果影响不大，并且可以满足设计要求的情况下，前级叶轮不设置导叶。除此之外，轴流式风机其他基本结构，如集流器流线体扩散器等都予以保留，并且按照国家相应的标准加以设计。采用这种方案，相比于其他几种形式，具有以下几个优点两级轴流式通风机的形式，可以使每级叶轮所承受的风压低于整个风机全压的半，改善了叶轮的工作条件，这就大大提高了整个风机的寿命，并且效率较高，对于矿用产品而言，可以显著的降低总体成本采用动叶可调的形式，能够改变叶片的安装角，这就使该风机可以根据矿井的具体情况，调节通风机的运行工况，使通风机的适应范围更广采用电动机与叶轮直接联接的形式，相对于其他的结构形式，可以使通风机的整体稳定型更好，安装更方便。同时降低了装置的局部阻力，能够避免了传动装置损坏事故，消除了传动装置的能量损耗，在另个方面上提高了风机装置效率......”。

4、“.....可以说这是体现通风机性能优劣的最为重要的结构。因此对于本设计而言，其设计计算的主体就是对叶片叶型的相关参数对整个叶片的气动力特性进行计算分析和优化。在设计叶型的结构形式时，采用了在当代轴流式通风机叶型设计过程中得到广泛应用，并且技术已经相对较为成熟的平面叶栅设计法。前面概述中已经提到，在设计计算过程中，由于必须初步满足圆周速度轮盘强度效率等因素的要求，以提高风机的可靠性能，需要对整个计算过程进行多次迭代验算。可知手工计算必然会浪费大量时间，降低了设计效率。因此，对于该计算过程，引入了计算机辅助设计，即应用语言编制了相应的应用程序，实现了该部分计算的自动化，极大地降低了该部分设计的难度，这也是本设计的个突出亮点。该设计题目给定基本原始数据流量全压.设计计算过程主要结构参数的设计计算该部分主要是根据第二章中选择确定的整体方案，通过选定合适的电动机型号，确定通风机实际的比转数......”。

5、“.....通过查阅国家有关标准，查取合乎标准的叶轮外径轮毂直径以及轮毂比ν。最后通过验算外圆周速度来确定以上计算结果的合理性。具体过程如下选择电动机及转速预取风机效率η.，传动装置效率η.，根据下式可以得到通风机实际轴功率.可以求得所需电动机功率可以根据下式进行求解，得其中为富裕量系数，般取,本设计取.计算出所需电动机功率后，由电动机产品样本，选择电动机型号并列出其主要参数功率和转速。图.比转数与关系计算比转数通风机的转数可以根据下式求出.可以求出确定叶轮外径及轮毂比ν根据求解出的值，由下图中查出计算外径所涉及的参数。由下式求解.根据国标选定标准的和，可得轮毂比ν。特别指出对于矿用通风机主扇，其轮毂比根据经验般为，大多为。求解得.,取标准值.,.,ν.计算外圆周速度及压力系数.计算出.般情况下，最好使，受材料强度限制，般要求，通过外圆周速度大小......”。

6、“.....如果不满足要求，则需要返回重新选择电动机型号，再次计算。压力系数可以根据下式来求解.可以求出.求轴向速度.可以求出.叶型参数的设计计算叶型参数设计目前在轴流式风机的设计中广泛应用的有两种方案，等环量设计法和变环量设计法。轴流通风机的级有无穷多个基元级所组成，实际上气流沿叶片高度任意半径处基元级的流动情况各不相同。不过它们之间有定的内在联系，既遵循定的变化规律。当气流沿半径变化时，其压力也发生变化，沿径向气体压力变化应与其离心力平衡。这种变化规律即所谓的径向平衡条件。根据这种理论，经过数学推导，可以得到在轴流通风机设计中得到广泛应用的气流沿叶高各基元级的速度与压力的变化关系式如下具体推导过程可以参见参考资料.其中为基元级处半径，为气体于该基元级处的绝对速度于圆周速度方向分速度。在通风机中满足上式的基元级为等环量级，按照该原则来设计叶型即为等环量设计法......”。

7、“.....这样便于充分利用叶尖部分的圆周速度。对于两种方案可以依据以下原则来判定当轮毂比较大，叶片较短或压头较低时，可采用等环量设计当轮毂比较小，叶片很长或压头很大时，由于按等环量设计的叶片通常相对扭角太大，加工比较困难，性能也很难保证。这时必须采用变环量设计。根据上述原则，结合本设计通风机叶轮基本结构参数结果，决定采用等环量法进行叶片叶型的设计。根据等环量设计要求，直接将叶片高度等分方向分为个截面基元级，并且找出中间栅面，即几何平均截面。先对前级叶轮的中间基元级进行计算，以确定叶栅效率，然后将该效率作为整个叶片的效率进行设计计算。计算步骤如下计算圆周速度.计算扭速.计算在圆周方向的分量由速度三角形可知，前级叶轮的，后级叶轮的进口扭速就等于前级叶轮的出口旋绕速度，也等于前级叶轮的出口扭速。计算同样，由速度三角形可知，前级叶轮的，后级叶轮的。计算气流角其中分别是叶栅进出口速度三角形中的余角......”。

8、“.....由于实际气流流经叶栅时有落后角，应对进行修正。如无特殊说明的话，以下引用的公式所涉及到的角度直单位均为。.平均气流角可以根据下式来求解.求负载系数.确定弦长和叶片个数确定值。叶根处.，叶顶处.，最大不超过.。本设计中，叶根基元级取.，叶顶基元级取.，其余基元级按半径变化线性取值。选定值根据国内设计轴流风机的经验和数据，般，前后两级叶片数互为质数。对于矿用轴流式通风机而言，般规律是，叶片数少，叶片宽，支杆直径大叶片数多，叶片窄，支杆直径小。主扇局扇，。前后级叶片数互为质数，般后级叶片数略少于前级。推荐的常用叶片数，如表.所示轮毂比.叶片数表.推荐叶片数本设计中通风机前级叶片数,后级叶片数。计算栅距.求弦长.可知根据此种方法设计出的叶片应根部宽，顶部窄，是典型的扭曲机翼型叶片。同时此处所求得的弦长为弯折以后的叶型弦长，不是原始叶型的中线长度。验算效率先根据效率公式.式中基元级圆周速度，单位取......”。

9、“.....根据上面级个公式可以解出η，返回预取效率处进行迭代计算直至ηη由此可知上述设计中，叶片核轮盘军满足强度要求，可以使用。其他具体结果，均于附录二中给出。其他零部件设计本部分重点是对轴流式通风机的其他基本结构，包括集流器整流器和整流罩即流线体扩散筒，进行参数和尺寸设计。所有结果请参见附录二.集流器集流器的作用是湿气流在其中得到加速，在压力损失很小的情况下，保证进气速度场均匀。集流器对通风机性能影响很大，与无集流器的风机相比，设计良好的集流器可使风机的效率提高。集流器的形状般为弧形，如图示。其尺寸取为圆弧半径集流器外径.集流器长度整流体和扩散筒为了使进气条件更为完善，降低风机的噪声，在叶轮或进口导叶前必须装置于集流器相适应的整流罩，以构成通风机的进出口气流通道，如图示。试验表明，设计良好的整流罩可以使风机的流量提高左右。整流罩的形状可以设计成半球形椭球形或与整流体制造成流线体的形式......”。