吳秉禮/長(zhǎng)春花園機(jī)械有限公司

賀威楊明/沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司

軸流通風(fēng)機(jī)等環(huán)量分布值的求定

吳秉禮/長(zhǎng)春花園機(jī)械有限公司

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推導(dǎo)建立了軸流通風(fēng)機(jī)等環(huán)量分布值的計(jì)算關(guān)系式，討論了諸因素對(duì)環(huán)量值的影響；同時(shí)給出了壓力系數(shù)與輪轂比的近似關(guān)系式。

軸流通風(fēng)機(jī)；等環(huán)量值；計(jì)算與討論

0 引言

軸流通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)是在給定流量、壓力的條件下，確定葉輪直徑、輪轂比和工作轉(zhuǎn)速的最佳匹配；選定翼型及其升力系數(shù)沿徑向分布；通過一定的理論計(jì)算方法，設(shè)計(jì)計(jì)算出動(dòng)、靜葉片的葉型，即葉片寬度、厚度、扭曲角度沿徑向的分布，其中核心問題是確定速度環(huán)量沿葉片徑向的分布規(guī)律。

軸流通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)通常采用自由渦流型（等環(huán)量分布）或任意渦流型（變環(huán)量分布）的假設(shè)。對(duì)于中高壓軸流通風(fēng)機(jī)，輪轂比較大，采用等環(huán)量分布流型能較好地符合氣體繞葉輪的實(shí)際流動(dòng)，且計(jì)算簡(jiǎn)單、具有足夠的設(shè)計(jì)精度，因而常被設(shè)計(jì)選用[1]。

本文將根據(jù)葉素論和渦流論，推導(dǎo)建立了軸流通風(fēng)機(jī)等環(huán)量分布值的計(jì)算關(guān)系式，討論了諸因素對(duì)環(huán)量值的影響，同時(shí)給出了壓力系數(shù)與輪轂比之間的近似關(guān)系式。

1 關(guān)系式的建立

圖1為氣流流經(jīng)葉片切面的速度三角形和力的矢量圖形。由圖1得到K個(gè)葉片的微元軸向力為：

圖1 葉片切面速度三角形圖

式中：β為氣流入流角；V為氣流軸向速度；U=r ω-u為氣流切向速度；ω為葉片旋轉(zhuǎn)角速度；u為氣流切向誘導(dǎo)速度或旋流速度；W為氣流合成速度；μ為阻升比。

將定義的各量代入式（4），無因次化后，經(jīng)整理得到：

2 基本分析

式（11）的根號(hào)前只能取負(fù)號(hào)，并根號(hào)內(nèi)的數(shù)值不能為負(fù)值，只能大于或等于零。當(dāng)根號(hào)內(nèi)的值等于零時(shí)，環(huán)量值為最大，并有：

表1 輪轂比與壓力系數(shù)的數(shù)值表

表1 輪轂比與壓力系數(shù)的數(shù)值表

0.3 0.378 0.4 0.458 0.5 0.541 0.6 0.626 0.7 0.715

圖2 壓力系數(shù)隨輪轂比的變化圖

圖3 環(huán)量系數(shù)隨流速系數(shù)變化圖

表2 等環(huán)量值的數(shù)值計(jì)算表（一）

表3 等環(huán)量值的數(shù)值計(jì)算表（二）

圖4 環(huán)量系數(shù)隨壓力系數(shù)的變化圖

圖5環(huán)量系數(shù)隨輪轂比的變化圖

3 結(jié)論

本文推導(dǎo)給出的等環(huán)量值的求定關(guān)系式適用于中、高壓軸流通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算。

[1]李慶宜.通風(fēng)機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981.

[2]吳秉禮.現(xiàn)代軸流通風(fēng)機(jī)的系列化設(shè)計(jì)[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，1986（6）：28-32.

[3]吳秉禮，李文洲.軸流通風(fēng)機(jī)的工程設(shè)計(jì)方法[M].吉林大學(xué)出版社，2007.

Solution of Constant Vorticity Distribution Value for AxialFlow Fans

Wu Bingli/Changchun Garden Machinery Co.,Ltd.
He Wei,Yang Ming/Shenyang Blower WorksGroup Corporation.

The calculation relationship of constant vorticity distribution value for axial flow fans is deduced and established in this paper.The factors affecting constant vorticity distribution value are discussed. Meanwhile,the approximate relationship of pressure coefficientand hub ratio isgiven.

axial flow fan;constant vorticity distribution values;calculation and discussion

TH432.1；TK05

A

1006-8155（2015）04-0055-04

10.16492/j.fjjs.2015.04.137

2014-11-20吉林長(zhǎng)春130117