防爆對旋式軸流局部通風(fēng)機（附外文翻譯）

1、北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下, 由我本人獨立完成。有關(guān)觀點、方法、數(shù)據(jù)和文獻等的引用已在文中指出,并與參考文獻相對應(yīng)。我承諾，論文中的所有內(nèi)容均真實、可信。如在文中涉及到抄襲或剽竊行為，本人愿承擔(dān)由此而造成的一切后果及責(zé)任。 畢業(yè)論文（設(shè)計）作者簽名： 簽名日期： 年 月 日北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 摘 要目前，我國部分礦井在通風(fēng)系統(tǒng)中采用了兩級對旋式軸流式風(fēng)機，以替代傳統(tǒng)的軸流式風(fēng)機，本次設(shè)計的 bdj 局部通風(fēng)機，其全稱是：防爆對旋式軸流局部通風(fēng)機，是對旋式風(fēng)機的一種。其名稱已經(jīng)決定了風(fēng)機的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇等。

2、本次設(shè)計力爭突出 bdj 風(fēng)機獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的性能。氣動部件的設(shè)計對于風(fēng)機的整體性能至關(guān)重要，所以首先進行了風(fēng)葉的設(shè)計，著重討論了兩級葉輪負載的分配問題，各參數(shù)的選擇。采用孤立翼型法設(shè)計風(fēng)葉。接著設(shè)計了其他的重要部件，如：集流器、整流罩、擴散器、風(fēng)筒、消聲結(jié)構(gòu)等。然后對風(fēng)機的葉輪、主軸進行強度校核，最后討論風(fēng)機的安裝所遇到的問題。在風(fēng)機各零部件材料的選擇方面，要滿足強度和防爆兩方面的要求。特別是風(fēng)葉和風(fēng)筒的材料，兩者至少一個要采用鋁合金材料。電動機的選擇對于防爆風(fēng)機來說是很重要的，本次設(shè)計選擇了 ybf 電動機，這是專門的風(fēng)機用防爆電動機，另一優(yōu)點是重量輕，適宜安裝在風(fēng)機內(nèi)部。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞

3、：bdj 風(fēng)機；孤立翼型法；防爆北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）abstract at present, part of the mine ventilation system used in the two pairs of rotating axial flow fan, as an alternative to the traditional axial fan. this designing bdj local fans full name is: ex-rotating axial flow local fan is a rotating fan. its name has alread

4、y decided the fan structure design, material selection and so on. the unique fan design strives to highlight the bdj structure and superior performance.the designing of pneumatic components is critical to the overall performance for the fans, so the fan blade is designed first, focused on two wheel

5、load distribution, the parameter selection. blade airfoil design method is used in isolation. then the design of other important components, such as: collector, shrouds, diffuser, hair dryer, muffler structure. then check the fan impeller, shaft strength , and finally discuss the installation of win

6、d turbine problems encountered.various components in the fan is chosen to meet both the strength and explosion-proof requirements, especially the fan and the duct material, which at least one to two aluminum alloy. choice for the explosion-proof fan motor is very important. this design chosen ybf mo

7、tor, which is a special explosion-proof fan motor. the other advantage is light weight, suitable for installation in wind turbines.key words: bdj fan explosion；isolated airfoil method；explosion-proof北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）目錄前言-1第一章 緒 論-21.1 設(shè)計任務(wù) -21.1.1 擬定通風(fēng)機設(shè)計工礦點 -21.1.2 主要內(nèi)容 -31.2 對旋式軸流風(fēng)機 -51.2.1 對旋式風(fēng)機出現(xiàn)的背

8、景 -51.2.2 對旋式通風(fēng)機的工作原理及結(jié)構(gòu)-61.2.3 對旋式通風(fēng)機的優(yōu)良性能 -61.3 bdj 風(fēng)機-71.3.1 bdj 風(fēng)機簡介-71.3.2 bdj 風(fēng)機的工作原理-7第二章 葉輪設(shè)計-92.1 設(shè)計方法 -92.2 設(shè)計要點 -92.2.1 風(fēng)機中負載的分配 -92.2.2 兩級葉輪速度三角形分析 -102.2.3 葉型的選擇 -112.2.4 電動機的選擇 -132.3 葉輪主要參數(shù)的選取與計算 -142.3.1 計算軸功率-152.3.2 計算比轉(zhuǎn)速sn-162.3.3 輪轂比v-162.3.4 葉輪外徑 -172.3.5 計算輪緣速度和壓強系數(shù)-182.3.6 計算軸

9、向速度-182.3.7 翼型相對厚度c的選擇-182.3.8 升力系數(shù)yc的選擇-192.3.9 葉片數(shù)z-192.4 第一級葉輪的設(shè)計 -202.4.1 確定安裝角a-202.4.2 選取葉片數(shù) z -212.4.3 計算弦長-212.4.4 葉片繪制-22北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）2.5 第二級葉輪的設(shè)計 -242.5.1 確定安裝角a-242.5.2 選取葉片數(shù) z -252.5.3 計算弦長-252.5.4 葉片繪制-26第三章 風(fēng)機各部件的設(shè)計-283.1 風(fēng)筒的設(shè)計 -283.1.1 內(nèi)風(fēng)筒-283.1.2 外風(fēng)筒 -293.1.3 電機與風(fēng)筒的安裝-293.2 集流器與整流體

10、-303.2.1 集流器 -303.2.2 整流罩（流線罩） -313.3 擴散筒 -323.4 風(fēng)機底座 -333.5 法蘭環(huán)與密封 -343.5.1 法蘭環(huán) -343.5.2 密封性 -363.6 葉輪與輪轂的安裝 -36第四章 葉片強度校核-384.1 葉片強度的校核 -384.2 具體計算校核 -40結(jié) 論-41總 結(jié)-42致謝-43參考文獻-44附錄 a -45附錄 b -53北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）1前言隨著各行各業(yè)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，作為燃料和原料的煤炭越來越重要。我國大部分地區(qū)都是地下開采，在進行地下開采石油大量有害氣體（如瓦斯、二氧化碳、一氧化碳等）和煤塵都會噴

11、發(fā)出來，加之煙塵易爆，所以對井下工作人員和礦井安全都存在很大的威脅。我國煤礦安全規(guī)程對井下空氣的成份（包括各種有害氣體的濃度） 、濕度、風(fēng)速和按人員計算的風(fēng)量都作了嚴格的規(guī)定：有人工作或可能有人到達的井巷，二氧化碳不得大于 0.5% ，總會流中，二氧化碳不超過 1%。為了保障廣大煤礦職工有一個安全、可靠和良好的工作條件，必須向井下輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，以沖淡有害氣體的濃度和四處飛揚的煤塵。這次的畢業(yè)設(shè)計的課題就是有“礦井肺臟”之稱的通風(fēng)設(shè)備。在采礦和地質(zhì)勘探等工程中，必須開掘大量的井巷，而掘進這些井巷的特點是只有一個出口，所以稱為獨頭巷道。獨頭巷道的通風(fēng)常稱為局部通風(fēng)或掘進通風(fēng)，其任務(wù)是將新

12、鮮風(fēng)流引至工作面，排除工作面的炮煙、礦塵等污濁空氣，以保證工人在良好的條件下工作。我國煤炭行業(yè)近年來發(fā)展情況良好，特別是隨著先進探測技術(shù)的應(yīng)用，開采設(shè)備的改善，又開掘了許多新的井巷，所以局部通風(fēng)機又有了用武之地?；谶@種認識，我選定了這次畢業(yè)設(shè)計的題目：局部軸流式通風(fēng)機。北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）2第一章 緒 論通風(fēng)機是用于輸送氣體的機械，從能量觀點來看，是把原動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機械。從氣體壓力升高的原理出發(fā)，主要可分為容積式、葉片式和噴射式。其中葉片式風(fēng)機可分為離心式、混流式、軸流式和橫流式。bdj 局部通風(fēng)機其實屬于軸流通風(fēng)機的一種。軸流式通風(fēng)機已有悠久的歷史，十九世紀已經(jīng)

13、應(yīng)用于礦山和冶金工業(yè)上。由于當(dāng)時工業(yè)等部門水平的限制。理論研究沒有很好的開展。這種風(fēng)機的全壓為98294pa，而效率則只達1525%。二十世紀初期，由于航空事業(yè)的迅速發(fā)展對機翼理論進行了廣泛的實驗研究，其研究結(jié)果大大促進了軸流式風(fēng)機的發(fā)展。迄今，孤立葉型的升力理論和實驗數(shù)據(jù)，仍然是軸流式通風(fēng)機設(shè)計的主要依據(jù)之一。從三十年代開始，隨著航空發(fā)動機的日新月異，對葉柵理論又進行了大量的實驗研究，其研究結(jié)果即所謂平面葉柵實驗數(shù)據(jù)，是設(shè)計軸流式壓縮機或高壓軸流式通風(fēng)計的主要依據(jù)。今天，在這種理論的推廣運用下，軸流式通風(fēng)機家族成員在不斷增多，本次設(shè)計的局部通風(fēng)機也是它的成員之一。目前軸流式風(fēng)機，小的其葉輪直

14、徑只有 100 多毫米，大的直徑可達 20 多米。最大流量的通風(fēng)機其流量可達 1500 萬3米每小時。風(fēng)機的布置形式有立式、臥式和傾斜式三種，軸流式通風(fēng)機很多是電機直聯(lián)傳動的。 下面就我設(shè)計的一些內(nèi)容簡單介紹如下。1.1 設(shè)計任務(wù)隨著礦井向深部發(fā)展，通風(fēng)系統(tǒng)越來越顯復(fù)雜化，為了確保井下各個工作面有良好的作業(yè)環(huán)境，就勢必要求高風(fēng)壓、高效率及低噪聲的局部通風(fēng)機。本次的設(shè)計任務(wù)就是礦用局部通風(fēng)機，局部通風(fēng)機主要用于開發(fā)新的巷道時使用，給掘進工作面供風(fēng)。1.1.1 擬定通風(fēng)機設(shè)計工礦點流量 q=5.43ms，全壓 p=3020pa，總效率 80%，工作介質(zhì)密度取為北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）331.2

15、0kg m，轉(zhuǎn)速2900minnr。取值的原因：由于局部通風(fēng)機是在獨頭巷道使用的，如前面所介紹的，風(fēng)機為抽出式通風(fēng)，故而巷道中的流量較小，風(fēng)壓大，一般要求通風(fēng)機的總效率大于 80%，本次設(shè)計中要求82%。轉(zhuǎn)速取得較高，這樣可以增大風(fēng)壓。1.1.2 主要內(nèi)容圍繞著通風(fēng)機設(shè)計中涉及的任務(wù)就多了，它主要包括以下內(nèi)容： 1) 方案的選取本次設(shè)計的風(fēng)機為對旋式軸流風(fēng)機，是一種較新的結(jié)構(gòu)，由于它特殊的結(jié)構(gòu)，使得其性能優(yōu)異，在煤礦業(yè)有很好的發(fā)展前景，所以這次局部通風(fēng)機的設(shè)計，本人選擇了對旋式風(fēng)機中的 bdj 系列，其優(yōu)點和結(jié)構(gòu)后面會詳細介紹。2）工作輪葉片在本次設(shè)計中工作輪葉片的設(shè)計既是重點，又是難點，由于

16、工作輪葉片是風(fēng)機中直接向氣流傳遞能量的裝置，所以工作輪葉片設(shè)計的好壞就直接關(guān)系到風(fēng)機性能和效率的問題，從本次設(shè)計看，設(shè)計的好該風(fēng)機效率可達 80%以上，故在設(shè)計中應(yīng)力求葉片尺寸準確，曲線圓滑；考慮到風(fēng)機的防爆性能，葉片采用了鋁合金；考慮到噪聲，采用了葉片數(shù)較少的一種方案。3）工作輪輪轂工作輪輪轂是工作輪葉片的固著體，由于它的高速旋轉(zhuǎn)來帶動葉片的旋轉(zhuǎn)從而使氣流能連續(xù)不斷地從進口到出口流動?？梢韵胂蟮捷嗇炘O(shè)計的優(yōu)劣，它的性能好壞將直接影響著葉片的轉(zhuǎn)動情況，也就是影響著風(fēng)機的效率和性能。另外，工作輪輪轂和工作輪葉片這個組合體是風(fēng)機的核心部分，只有在它的動、靜平衡實驗通過后才能用于安裝，否則就應(yīng)修正或

17、報廢。從這點上說成功設(shè)計一臺通風(fēng)機是比較困難的。本次設(shè)計中工作輪葉片和輪轂是焊成一體的，在以后章節(jié)敘述就把二者合在一塊去討論了。4）電動機的選擇根據(jù)風(fēng)機的流量、風(fēng)壓和轉(zhuǎn)速等參數(shù)選擇了小功率，防爆性電動機，即 ybf 系列，ybf 系列電動機為軸流式風(fēng)機專用的防爆電機。電機的具體結(jié)構(gòu)及尺寸會有詳細介紹。電動機為內(nèi)置，其重量較小，所以設(shè)計了固定筒，先將電機塞進固定筒中，北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）4再將電機固定筒與主機殼間用支撐筋板焊接在一起，這一結(jié)構(gòu)簡單、可靠，在文中不再詳細介紹，具體結(jié)構(gòu)見總裝圖。5）集流器與整流罩集流器與整流罩通過肋板的連接構(gòu)成一個整體，是組成軸流式風(fēng)機的必不可少的部件，它可

18、使氣流平穩(wěn)進入風(fēng)機，所以避免了氣體從不同方向雜亂無章地進入風(fēng)機，對降低噪音和提高風(fēng)機性能都有好處。集流器設(shè)計中一般它的進口直徑等于通風(fēng)機直徑的 1.22.3 倍，集流器形狀是按照雙曲線或圓弧畫出的。整流罩為半圓球形，加工工藝簡單。6）風(fēng)筒風(fēng)筒設(shè)計包括內(nèi)風(fēng)筒和外風(fēng)筒兩部分，在這部分設(shè)計中主要就風(fēng)筒直徑（指內(nèi)徑） 、材料、厚度及安裝時要保證的間隙等方面進行了考慮，考慮到要填充吸聲材料，外風(fēng)筒的設(shè)計主要以內(nèi)風(fēng)筒的尺寸為依據(jù)。在這次設(shè)計中主要考慮了工作輪葉片和機殼間的徑向間隙，并根據(jù)徑向間隙的要求，選擇了葉片外緣到機殼內(nèi)壁間的距離，同時也由它確定了機殼內(nèi)徑的大小。工作輪葉片和機殼間的徑向間隙對軸流風(fēng)機

19、的壓頭和效率有較大影響。若間隙太大效率效率將下降，太小會產(chǎn)生噪音，且可能發(fā)生工作輪葉片外緣和機殼內(nèi)壁碰撞。風(fēng)筒的材料要考慮防爆性能，具體介紹如下文中。7) 擴散筒軸流風(fēng)機的出口動壓一般很大，約占全壓的 30%以上。因此，必須在級的后面安置擴散筒，以進一步提高風(fēng)機靜壓效率。擴散筒的結(jié)構(gòu)有很多種，本次采用的是等直徑外筒。8）底座風(fēng)機內(nèi)的電機接線一般采用的是電纜，為了便于接線和減少井下工作環(huán)境對電纜的損壞（包括砸斷和擠壞電纜等） ，所以電機的出線受到了限制，通常需要把接線盒放在通風(fēng)機上方或者通風(fēng)機兩側(cè)。要使這個位置固定下來就需要給風(fēng)機在外殼上裝底座。安裝底座還有支撐風(fēng)機和穩(wěn)定風(fēng)機的作用，帶底座的風(fēng)機

20、和不帶底座的風(fēng)機相比較后者還較易損壞。另外考慮移動的方便，設(shè)計時要注意它的尺寸及形狀。本次設(shè)計的風(fēng)機是一種小型局部通風(fēng)機，尺寸不大，重量較輕，所以底座材料就是北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）5用一般鋼材也能滿足其功能要求。設(shè)計中選用的是等邊三角鋼板，該裝置在制造上是焊接而成的，對它的要求很低，故而生產(chǎn)成本很低，制造容易，價格也便宜。9）法蘭與密封裝置法蘭環(huán)的設(shè)計也是很重要的，它用于集流器、內(nèi)風(fēng)筒、擴散筒的連接，法蘭的結(jié)構(gòu)也決定了采用何種密封形式。本次設(shè)計的風(fēng)機徑向尺寸較小，風(fēng)壓不大，故采用整體法蘭，平面密封裝置。密封圈采用一般橡膠材料。10）消聲結(jié)構(gòu)軸流式通風(fēng)機的噪音一般都很大，所以必須設(shè)置消聲裝

21、置，本次設(shè)計中詳細介紹了噪聲的來源，及本次設(shè)計所采用的方法。本次采用的是填充吸聲材料的方法來降噪。11) 設(shè)計的零件是否符合強度要求，使用的材料是否符合要求，都是需要校核的，所以在設(shè)計完主要部件后，對風(fēng)葉、主軸進行了校核，計算了轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速。12）綜合考慮與風(fēng)機的安裝不論設(shè)計何種產(chǎn)品，要從實用性、經(jīng)濟性、發(fā)展前途等多方面進行考慮。要權(quán)衡他們之間的關(guān)系，找到平衡點。對于總機的總體尺寸也要考慮，盡量使其整體尺寸縮短，以減輕重量。在這個專題里，主要完成了一些軸向間隙的計算與確定，某些結(jié)構(gòu)的安裝合理性及風(fēng)機在加強強度和搬運方便上做的一些結(jié)構(gòu)設(shè)計。綜上所述，我們在完成了以上幾項設(shè)計之后，整個風(fēng)機的形象

22、就完全展現(xiàn)在了我們面前，相應(yīng)的風(fēng)機性能也就隨之而確定了。1.2 對旋式軸流風(fēng)機1.2.1 對旋式風(fēng)機出現(xiàn)的背景葉輪是軸流式風(fēng)機的主要工作構(gòu)件，多年以來軸流式風(fēng)機的技術(shù)改造，幾乎都集中北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）6在葉輪上，如改變?nèi)~輪數(shù)量，增加中、后導(dǎo)葉片，改變?nèi)~片形狀，扭曲葉片等等，但這未能從根本上大幅度提高風(fēng)機改造效率，究其原因，此類措施都不能有效地減少風(fēng)流在風(fēng)機中的流動阻力，而兩級對旋式風(fēng)機，正是針對此作了改造，取得了良好的效果。近年來，通過改進風(fēng)機氣動設(shè)計方法，合理的選擇氣動參數(shù)，如：采用寬弦長葉片、靜子端彎、變幾何形狀靜子和機匣處理己經(jīng)使風(fēng)機性能得到了很大改進。進一步研究證明，使用對旋

23、級、兩個轉(zhuǎn)子相反旋轉(zhuǎn)(不裝任何導(dǎo)葉)是改進風(fēng)機性能最好的方法。對旋風(fēng)機和同樣尺寸的有后導(dǎo)葉的雙級風(fēng)機相比可以得到更大的壓力系數(shù)和更高的效率。因而在高壓通風(fēng)系統(tǒng)中作為高壓風(fēng)機，對旋風(fēng)機經(jīng)常應(yīng)用到礦山、隧道、地鐵的換氣風(fēng)扇、鍋爐鼓、引風(fēng)機及礦井坑口主通風(fēng)機等。其具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低、風(fēng)壓高、風(fēng)量大、效率高、高效區(qū)寬等特點。1.2.2 對旋式通風(fēng)機的工作原理及結(jié)構(gòu)對旋式通風(fēng)機，是指前后串連兩個直徑、輪轂比、轉(zhuǎn)速都相同，而旋轉(zhuǎn)方向相反的漿葉，通常由兩個電極分別驅(qū)動的一種兩極軸流風(fēng)機。其優(yōu)點在于：在流量相同的情況下，可以成倍地增加壓強增益（風(fēng)機出口的總壓相對進口總壓的增量） ，克服軸流風(fēng)機總壓增益相對較

24、低的固有弱點；第一級葉輪產(chǎn)生的氣流旋轉(zhuǎn)恰好由第二級葉輪方向旋轉(zhuǎn)而消除，直接產(chǎn)生符合出口要求的單一軸向流。不需要任何導(dǎo)流片，縮短軸向尺寸，使結(jié)構(gòu)變得簡單。根本避免了導(dǎo)流片上的氣流分離，減小能量損失，提高效率并降低噪聲。因兩級對旋式風(fēng)機去掉了中、后導(dǎo)葉片，在同等通風(fēng)能力下，機身的尺寸大幅度縮短；風(fēng)流運動阻力大大降低，使得風(fēng)機總效率大為提高；由于采用了雙電機、雙端拖動，使每部電機容量大幅度下降，這不僅造成電控系統(tǒng)單機最大負荷大幅度下降，也使電控系統(tǒng)技術(shù)等級降低，從而使通風(fēng)機的供電及電控設(shè)備的投資額和操作控制技術(shù)要求大幅度降低。1.2.3 對旋式通風(fēng)機的優(yōu)良性能九十年代，國內(nèi)對于對旋通風(fēng)機的研究十分活

25、躍，研究的重點主要為新型高效北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）7率、低噪音通風(fēng)機產(chǎn)品的研制，優(yōu)化設(shè)計及流場計算與分析等。這些研究表明：1) 對旋式通風(fēng)機因為沒有靜葉，不存在靜葉損失，因此，其效率比普通通風(fēng)機要高；2) 對旋式通風(fēng)機具有較大的逆向送風(fēng)量，其一般可達70%80%，而普通通風(fēng)機的逆向送風(fēng)量僅為30%40%；3)根據(jù)不同的風(fēng)量、風(fēng)壓要求，對旋式通風(fēng)機可以采用前置葉輪與后置葉輪同時運轉(zhuǎn)、前置葉輪停止后置葉輪運轉(zhuǎn)、前置葉輪運轉(zhuǎn)后置葉輪停止三種運行方式，大大擴寬了使用運行范圍；4) 對旋式通風(fēng)機的壓力風(fēng)量特性曲線較陡，因此，在高效區(qū)，較小的風(fēng)量變化即可得到較大的風(fēng)壓變化，較好地滿足局部通風(fēng)的需求；

26、5)在設(shè)計對旋式通風(fēng)機時，第二級葉片的氣動負荷比第一級葉片的氣動負荷要小因此，不容易出現(xiàn)失速，并且其小流量區(qū)特性得到明顯改善；6)采用雙電機雙端驅(qū)動的方式，使單部電機容量大幅降低，這不僅使電控系統(tǒng)的單機負荷大幅度下降，也使電控系統(tǒng)技術(shù)等級要求降低，從而使供電及電控設(shè)備的投資額和操作控制技術(shù)要求大大減低；7)由于前置葉輪與后置葉輪的干涉運轉(zhuǎn)，其噪音應(yīng)比普通通風(fēng)機大，但是，合理的軸向間隙、徑向間隙，前置葉輪與后置葉輪轉(zhuǎn)速的合理匹配，可以有效地降低噪音，此外還可采用外包復(fù)式消聲器的方法減低噪音。1.3 bdj 風(fēng)機1.3.1 bdj 風(fēng)機簡介 bdj 風(fēng)機是對旋式通風(fēng)機的一種。其全稱是：礦用防爆對旋

27、式通風(fēng)機。其中“b” ，代表“隔爆” ；“d”代表“對旋” ；“j”代表“局部” 。該系列通風(fēng)機防爆性能符合 gb3836.1爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第 1 部分：通用要求和gb383602爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第 2 部分：隔爆型“d” 的規(guī)定，防爆標志北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）8為 exdi。適用于大中型煤礦礦井做抽出或壓入式通風(fēng)機，也適用于金屬礦山、化工礦山、隧道工程等場所，是我國老式風(fēng)機理想替代產(chǎn)品。1.3.2 bdj 風(fēng)機的工作原理第一級葉輪與第二級葉輪相距很近，分別由容量及型號相同或不相同的隔爆專用電動機驅(qū)動，第一級葉輪與第二級葉輪旋轉(zhuǎn)力向相反，兩個葉輪采用不同的葉片數(shù)，葉

28、片為氣功性能優(yōu)良的機翼葉型，第一級葉輪的葉片扭曲角和安裝角均大于第二級葉輪葉片的扭曲角和安裝角。當(dāng)空氣流入第一級葉片獲得能量后并經(jīng)第二級葉輪排出。第二級葉輪兼?zhèn)渲胀ㄝS流風(fēng)機中靜葉的功能，在獲得整直圓周方向速度分量的同時，增加氣流的能量，從而達到普通軸流式風(fēng)機不能達到的高效率、高風(fēng)壓。1-集流器 2-整流器 3-消聲筒體 4-一級葉輪 5-二級葉輪6-隔爆電動機 7-消聲尾錐體 8-擴散消聲器圖 1.1 bdj 對旋系列軸流通風(fēng)機示意圖北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）9第二章 葉輪設(shè)計2.1 設(shè)計方法目前，軸流通風(fēng)機的設(shè)計方法主要有兩種，一是利用單獨翼葉對空氣動力試驗所得到的數(shù)據(jù)進行設(shè)計，稱為孤立

29、葉型設(shè)計法。另一種是利用葉柵的理論和葉柵的吹風(fēng)試驗結(jié)果來進行設(shè)計，成為葉柵設(shè)計法。對于軸流通風(fēng)機來說，由于葉柵稠度()bt不大，一般1bt，可以把葉片當(dāng)作一個個互不影響的孤立葉片，按孤立葉型設(shè)計法設(shè)計，即假定孤立葉型的升力系數(shù)yc與葉柵升力系數(shù)yc相等。鑒于此法計算簡便迅速、實驗數(shù)據(jù)較完整、計算結(jié)果也較準確可靠，因而國內(nèi)外都采用孤立葉型設(shè)計法設(shè)計軸流通風(fēng)機，特別是對于壓軸流風(fēng)機，可獲得很好的結(jié)果。其實無論采用何種葉型數(shù)據(jù)及計算公式，其基本理論都是一致的，只不過表現(xiàn)形式略有不同。由上面兩種方法的比較，本次設(shè)計中對葉輪的設(shè)計采取孤立葉型法。北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）102.2 設(shè)計要點2.2.1

30、 風(fēng)機中負載的分配所謂負載是指氣流通過葉輪的壓強增益。兩級葉輪之間的負載分配是設(shè)計中的一個重要問題。第一級動葉是后扭型，而第二級是預(yù)扭型。重點討論前后兩級動葉有相同轉(zhuǎn)速的情況。這時，后者氣流與葉片之間的相對速度比較大，這就決定了第二級的負載可以適當(dāng)增大。若使第一級的負載大于第二級，顯然是不合適的。由于第一級氣流相對速度小于第二級，即使兩級的負載相同，前后葉片的相對速度比值 v1/v2 范圍是(0.70.8)，要求第一級有相同甚至更大的負載，勢必需要增大葉片的升力系數(shù)或迎角，但這是很有限度的，升力系數(shù)或迎角過大很容易引起氣流分離甚至失速，出現(xiàn)氣流脈動和葉片振動的現(xiàn)象，而且，脈動氣流對第二級的影響

31、更甚于第一級，對于后一級，氣流脈動是全流場的，不像第一級那樣一般僅發(fā)生在翼型后部。例如，有的對旋式通風(fēng)機，第一級葉輪發(fā)生失速，將會導(dǎo)致第二級葉片出現(xiàn)更為劇烈的振動甚至斷裂。若第二級葉輪由較大功率的電機驅(qū)動，可以使第二級的負載大于第一級。但一般前后兩級電機功率相同，由于第二級氣流相對速度大，雖然可能有比較大的負載，但速度大會使摩擦損失加大，因而效率降低，如在兩級負載相同的情況，第二級葉輪效率比第一級下降 6 個百分點左右，因而電機功率消耗增大為 1.1 倍左右。實踐中對旋式通風(fēng)機經(jīng)常發(fā)生第二級電機燒毀的現(xiàn)象，其根源在于工作條件惡劣以及功率消耗比較大。所以在前后兩級葉輪由相同電機驅(qū)動的情況下，不應(yīng)

32、該使第二級的負載大于第一級。綜上所述，應(yīng)該使前后兩級葉輪有相同的負載要求，即 p1/p2=1。2.2.2 兩級葉輪速度三角形分析當(dāng)兩個葉輪的圓周速度tu相同時，其速度三角形如圖 2.1 所示?？煽闯龅诙壢肟谇暗臍饬骶哂胸摰男@速度12uc。北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）11圖 2.1 對旋式通風(fēng)機葉輪的速度三角形對旋軸流通風(fēng)機每個葉輪的氣動計算方法和普通軸流通風(fēng)的完全相同。在本次設(shè)計中采用了兩臺相同型號的電動機，則兩級葉輪的圓周速度tu相同，且第二級葉輪出口氣流旋繞速度22uc非常小，可假設(shè)為零，同時分配每級所產(chǎn)生的理論全壓為通風(fēng)機理論全壓得一半。在此條件下，使12mmww，致使第一級葉輪的負

33、荷系數(shù)大于第二級的，加之12mm，將導(dǎo)致每級葉輪的葉片數(shù)目、葉片寬度及葉片安裝角等的不同，在以下的計算結(jié)果中都有所體現(xiàn)。2.2.3 葉型的選擇從目前的資料來看，可用于孤立翼設(shè)計方法的翼型有三類。一是平底或接近于平底的翼型；二是等厚圓弧板翼型；三是 naca65 系列中的某些翼型。由于naca65 系列自成體系，翼型及葉片中弧線的繪制方法與一般不同，在國內(nèi)很少使用。已有的性能良好的機翼或螺旋葉型均可作為風(fēng)機的翼型葉片的原始葉型。葉型的種類很多， 如：20 世紀初英國發(fā)表的 raf-6e 葉型，美國 naca（航空咨詢委員會）早期研究發(fā)表的 clarky 葉型，參照英國 ls 型螺旋漿翼型加以修改

34、而得到的 ls 葉型，德國哥廷根大學(xué)在 20 世紀初研究發(fā)表的葛廷根(gottingen)葉型等。由對這幾種葉型的研究可知，任何一種具有尖后緣的機翼葉型，都可在較寬廣的攻角范圍內(nèi)工作。各種葉型的空氣動力特性，只有數(shù)量上的差別，而無實質(zhì)上的區(qū)分。因而可以說，北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）12對已有的任何一種葉型，只要在無分離的攻角最佳范圍內(nèi)，均可被采用于設(shè)計中。圓弧板葉型的優(yōu)點是制造方便，但效率比機械翼型葉片低。在風(fēng)冷和一般通風(fēng)換氣用之軸流通風(fēng)機上，這種圓弧板葉型應(yīng)用較多。不同翼型的最佳升力系數(shù)yoptc、升阻比11yxcc、翼型相對厚度c、失速性能及翼型形狀等都有些差別。他們對葉片尺寸、全壓效率

35、、穩(wěn)定工作區(qū)域及葉片制造難易等會有不同程度的影響，設(shè)計者可根據(jù)設(shè)計要求，對不同翼型的性能進行分析比較后，來選擇合適的翼型。例如，小功率通風(fēng)機從制造簡便及降低成本等角度出發(fā)，可采用等厚圓弧板翼型；功率較大的通風(fēng)機可選用機翼型翼型。為減小葉片尺寸可選用yoptc較大的翼型；為了提高效率可選用升阻比yxcc盡可能大的翼型；為了擴大通風(fēng)機穩(wěn)定工作區(qū)域可選擇脫流電推遲的翼型。為了得到高的全壓系數(shù)，有時采用開襟翼型。在所查找的資料中，對旋式通風(fēng)機翼型多選擇 ls 翼型和圓弧板型，本次設(shè)計采用了 ls 翼型。圖 2.2 ls 翼型ls 葉型的截面尺寸列于下表：表 2.1 ls 葉型截面尺寸距前緣坐標(%)x

36、 b51020304050上表面坐標max(%)y c59.1278.696.1100.099.196.1距前緣坐標(%)x b60708090r1r2上表面坐標max(%)y c87.374.757.236.91.2000.9北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）13注：1.r1 為前緣相對半徑，r2 位后緣相對半徑；2.中心距翼弦的距離0max0.42yc；3.重心距翼型前緣的距離00.445xb圖 2.3 ls 葉型性能曲線2.2.4 電動機的選擇本次設(shè)計中選用的是 ybf 系列隔爆型三相異步電動機，是防爆軸流式通風(fēng)機配套的專用電動機，防爆性能符合 gb3836. 2-83爆炸性氣體環(huán)境用隔爆型電

37、器設(shè)備“d” 的規(guī)定，并吸收國際上同類產(chǎn)品的優(yōu)點自行設(shè)計制造的，具有體積小、效率高、溫升裕度大、噪聲低、啟動及運行性能好等特點。該系列電動機制成隔爆型，防爆標志為 d ，dat4 ，dbt4，分別適用于煤礦井下及工廠a 級、b 級，溫度組別為 t1t4 組的可燃性氣體或蒸汽與空氣形成爆炸性混合物的場所。防護等級：主題外殼 ip44北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）14接線盒：ip54冷卻方式：ic0141絕緣等級：b額定電壓：380v額定頻率：50hz安裝形式：imb30型號說明圖 2.4ybf 型號說明圖 2.5 ybf 電機的結(jié)構(gòu)圖2.3 葉輪主要參數(shù)的選取與計算根據(jù)下表，選取對旋式通風(fēng)機型號為

38、 6.3/60，流量 q=5.43ms，全壓 p=3020pa，總效率 80%，工作介質(zhì)密度取為31.20kg m，轉(zhuǎn)速2900minnr。北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）15表 2.2fdb 礦用防爆對旋式通風(fēng)機技術(shù)性能參數(shù)表 2.3.1 計算軸功率在 2.2.2 速度三角形分析中已知，分配每級所產(chǎn)生的理論全壓為通風(fēng)機理論全壓得一半，所以在計算軸功率時的全壓為給定全壓的一半。p1000sqp北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）16 則5.4 151010.21000 0.8spkw2.3.2 計算比轉(zhuǎn)速sn112233445.4290027.821510sqnpn2.3.3 輪轂比v輪轂比v是一個重要的

39、結(jié)構(gòu)參數(shù)，對風(fēng)機的壓力、流量、效率等都有影響。因而，當(dāng)通風(fēng)機的壓力、流量和轉(zhuǎn)速為一定的情況下，輪轂比v就不能任意選取。由下式2sinmzytpvcuc (2-1)可看出，輪轂比v與風(fēng)機的全壓p成正比，與成反比。說明，當(dāng)風(fēng)機的壓力或壓力系數(shù)較高時，應(yīng)取較大的輪轂比。但輪轂比過大，葉片就過短，葉片流道中的氣體流動損失增加，使風(fēng)機性能惡化，效率降低，并增加尾部擴散筒的軸向尺寸。從式(2-1)還可看出，v與tu和zc成反比。如果選取的圓周速度較大時，可以選擇較小的輪轂比；對于風(fēng)壓高、流量小的風(fēng)機，可去較大的v值。但是，輪轂比過小，對風(fēng)機的性能也是不利的，會引起葉片根部氣流發(fā)生分離。另外，從結(jié)構(gòu)方面看，

40、輪轂比過小，會使葉片變得很長，給葉片的布置帶來困難，尤其是在動葉可調(diào)的情況下，更是如此。一般輪轂比的選擇范圍是：0.250.75v (2-2)當(dāng)通風(fēng)機級的方案采用單獨葉輪時，可取0.30.45v 。對于其他方案的通風(fēng)機，北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）17可取0.50.7v ，也有取v低于 0.5 者。根據(jù)sn=23.2，查圖 2.6 得v=0.6。圖 2.6 輪轂比與sn之間的關(guān)系2.3.4 葉輪外徑選擇合理的輪轂比后，另一個重要的問題就是確定葉輪外徑td。td的大小直接影響到風(fēng)機的性能和結(jié)構(gòu)。在所要求的風(fēng)機全壓和流量已給確定的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定時，風(fēng)機的葉輪尺寸td也基本上確定了。根據(jù)大量試驗

41、研究的統(tǒng)計結(jié)果，人們發(fā)現(xiàn)葉輪尺寸td與壓力p、流量 q 及轉(zhuǎn)速n存在一定的關(guān)系，可用uk與比轉(zhuǎn)數(shù)sn來描述，uk與sn基本上是成直線關(guān)系，uk可用下式表示： 22uuukppgrr= (2-3)將t60ndup=代入式 (2-3)得：260utpkdnrp= (2-4)式中 p風(fēng)機的全壓，ap；北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）18 氣體的質(zhì)量密度，3/kg m，則對于標準狀態(tài)下的空氣，取31.20/kg mr=，則 77.4tkpdnmp= (2-5)由式(2-4)及式(2-5)求出的葉輪外徑td還應(yīng)受到圓周速度tu的限制。從降低噪聲的角度出發(fā)，應(yīng)取60/80/tmmuss，但是，當(dāng)葉輪直徑一定時

42、，過低的圓周速度，將降低風(fēng)機的流量和壓頭。在流量和壓頭給定的情況下，過低的tu會使風(fēng)機的尺寸增大。目前可取max130/tmsu。km 可按下列公式計算得到。23.21.01.01.783030sknm=+=+=，代入（2-5）得則2222h77.41.7815100.5862900d =0.60.586=0.3520.5860.3520.48322ttmtdmdmdddmhpn=+=2.3.5 計算輪緣速度和壓強系數(shù)29000.58690/6060ttn dm s2215100.2490.50.5 1.290tpu2.3.6 計算軸向速度22225.4=31.3/0.586 -0.35244

43、zthqcm sdd2.3.7 翼型相對厚度c的選擇同一翼型，增加c時可以增加升力系數(shù)yc，但是翼型的升阻比yxcc也要隨之變北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）19化，為了提高通風(fēng)機的全壓效率，目前在軸流通風(fēng)機中，一般采用0.050.12c 中等厚度的翼型，沿葉片高度c可選為常數(shù)或按某種規(guī)律變化。按等環(huán)量設(shè)計葉片時，葉片根部負荷系數(shù)較大，可選用較大的c以減少葉根處的葉片寬度hb及葉片安裝角h，h的減小可使整個葉片扭曲的小些，制造較方便，為了增加葉片根部的強度，c也可以選的大些。2.3.8 升力系數(shù)yc的選擇在軸流通風(fēng)機氣動計算中，為使通風(fēng)機獲得高的全壓效率，對于擴壓式葉柵，必須在最大升阻比及其附近的

44、區(qū)域內(nèi)選擇翼型的升力系數(shù)。為了減小葉片尺寸，則應(yīng)盡可能選擇較大的值，但必須留有足夠的域度，避免產(chǎn)生脫流，以提高通風(fēng)機運轉(zhuǎn)的可靠性，這可以從下述兩種情況來考慮：一是管網(wǎng)等幾孔不變或變化較小時，如地鐵通風(fēng)機 ，可取max(0.80.9)yycc。當(dāng)葉片安裝角可調(diào)時，該值指的是最大葉片安裝角時的升力系數(shù)。應(yīng)當(dāng)指出 ，按這種方法選擇升力系數(shù)yc時，計算工作點距脫流工況點較近，通風(fēng)機工作區(qū)域會窄些。二是管網(wǎng)等積孔變化很大時，例如礦井主通風(fēng)機，所選的升力系數(shù)應(yīng)為max0.5yycc。按等環(huán)量設(shè)計葉片環(huán)時，從葉頂?shù)饺~根負荷系數(shù)yc是逐漸增加的，為了不使葉根處的葉柵稠度過大，從葉頂?shù)饺~根逐漸增加升力系數(shù)yc是

45、合理的。2.3.9 葉片數(shù)z由氣動基本方程式4tympc bw z （2-6）及式02uymcbctw (2-7)可知，當(dāng)葉柵之速度三角形不變時，則mw，ucd或p值不變。也就是說，要求北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）20()!yncbrnr-或0ybct具有一定的值。對于已選定的孤立葉型來說，在額定工況下，其升力系數(shù)yc是一定的，因而葉片數(shù)的改變，意味著變更葉片弦長b。葉片數(shù)z增加，則b減?。粃減小，則b增加。對于同一輪轂比和葉片弦長b而言，葉片數(shù)z增加，則葉柵稠度b(=)t亦增加。這將引起葉柵升力系數(shù)的下降，并使得流道內(nèi)的流動損失迅速上升。如果葉片數(shù)過少，由式（2-6）可以看出，將使每個葉片的

46、負載增大，從而使氣動性能變壞，導(dǎo)致風(fēng)機的全壓p的降低。因此，對于一定的輪轂比和葉片弦長的風(fēng)機，存在一個最佳葉片數(shù)（或最佳相對葉柵）問題。根據(jù)葉柵試驗數(shù)據(jù)，葉片數(shù)可按0.51.5tb的范圍選取。根據(jù)國內(nèi)設(shè)計軸流風(fēng)機的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，對于按孤立葉型設(shè)計法設(shè)計的軸流風(fēng)機的最佳葉片數(shù)z推薦如下表。表 2.3 孤立葉型法設(shè)計之軸流風(fēng)機的最佳葉片數(shù)輪轂比0.20.40.50.690.7葉片數(shù) z264861281610202.4 第一級葉輪的設(shè)計2.4.1 確定安裝角a由上述計算已知，比轉(zhuǎn)速sn=23.2，葉輪外徑td=0.586m，葉輪幾何平均直徑處md=0.48m，圓周速度t=90/m s，葉輪幾何平均直徑

47、處圓周速度29000.4872.9/6060mmn dm s，壓強系數(shù)=0.249，輪轂比v=0.6。平均半徑處的扭速21.6/mmupcm su，選擇變環(huán)量葉柵：0.5，北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）210.521.60.520.4810.62dmmuc，則0.510.6ruc，選取 ls 葉形，0.1c ；選取的 5 個設(shè)計計算斷面的直徑 d 分別為0.352，0.422，0.483，0.537，0.586（m） ，按下列公式在 5 個斷面上分別計算以下各量：通過下圖圖，依次選取yc 為 1.9、1.7、1.6、1.5、1.4，對應(yīng)的為5.3、4.6 、4.2 、3.5 、3 ，則a=m。圖

48、 2.7 ls 葉型性能曲線2.4.2 選取葉片數(shù) z由于=0.6，查表 2.3 可知，葉片數(shù) z 為 612，又由公式11m mz ，其中m為平均半徑處的葉柵稠度，其最佳范圍為 0.31.1; m為平均半徑處葉片的展弦比，當(dāng)=0.50.7 時，0.91.5m，當(dāng)=0.30.4 時，m可達到 2.0 或更多些。222211,/22zzmmuucucz wmcuccw和0.5110.6,arctan,zzuupuc c ucz urcc 2222(),2,arctan,uuuzzuuccccuc ucuc 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）22則1 0.60.9 1.50.66.8 11.31 0.6

49、z，選取葉片數(shù)為 z=9。2.4.3 計算弦長2900/60151.8/nrad s角速度，4ympbc zw表 2.4 第一級葉輪各計算量d0.3520.4220.4830.5370.586r0.1760.2110.24150.26850.293u53.45 64.08 73.34 81.54 88.98 cu25.27 23.08 21.57 20.46 19.58 p1393.70 1526.00 1632.57 1721.41 1798.23 cz31.32 31.32 31.32 31.32 31.32 cz/u0.59 0.49 0.43 0.38 0.35 130.3726.05

50、 23.13 21.01 19.39 u-c2u28.18 41.00 51.77 61.08 69.40 cz/(u-c2u)1.11 0.76 0.61 0.51 0.45 248.02 37.38 31.18 27.15 24.29 (u-0.5cu)21665.91 2760.44 3913.20 5085.36 6270.90 cz2981.23 981.23 981.23 981.23 981.23 wm51.45 61.17 69.96 77.89 85.16 cz/wm0.61 0.51 0.45 0.40 0.37 m36.40 30.80 26.6023.37 21.27

51、cy1.90 1.70 1.60 1.50 1.40 5.304.604.20 3.50 3.00a41.70 35.4030.37 26.87 24.27 z99999151.8151.8151.8151.8151.8b0.157 0.138 0.127 0.122 0.118 2.4.4 葉片繪制1）計算弦長 b 在額線和軸線上的投影，列于下表：表 2.5 b 在額線和軸線上的投影北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）23公式 直徑 d 0.3520.4220.4830.5370.586bcosa0.117 0.112 0.110 0.109 0.108 bsina0.104 0.080 0.064

52、 0.055 0.049 2）根據(jù)下圖，確定重心坐標、重心距翼型前后緣的距離在葉柵額線及軸線方向的投影：圖 2.8 ls 翼型ls 葉型的截面尺寸列于下表:表 2.6 ls 葉型截面尺寸距前緣坐標(%)x b51020304050上表面坐標max(%)y c59.1278.696.1100.099.196.1距前緣坐標(%)x b60708090r1r2上表面坐標max(%)y c87.374.757.236.9129注：1.r1 為前緣相對半徑，r2 位后緣相對半徑；2.中心距翼弦的距離0max0.42yc；3.重心距翼型前緣的距離00.445xb表 2.7 重心坐標、重心距翼型前后緣的距離

53、在額線及軸線方向投影公式 直徑 d0.3520.4220.4830.5370.586北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）24x0=0.445b69.921 61.459 56.560 54.333 52.552 y0=0.42c6.6 5.8 5.35.1 5.0 x0sina45.450 34.803 28.59024.660 22.590 x0cosa50.090 49.835 48.880 48.400 47.869 bsina-x0sina56.68043.520 35.550 30.730 28.150 bcosa-x0cosa62.48062.326 60.73 60.300 59.702

54、 3）根據(jù)表中翼型斷面坐標值，可計算出各計算截面的翼型尺寸：表 2.8 各計算截面翼型尺寸d=0.352,b=0.157m 時x7.85 15.70 31.40 47.10 62.80 78.50 94.20 109.90 125.60 141.30 r1r2y9.28 12.34 15.09 15.70 15.54 15.09 13.71 11.73 8.98 5.79 1.8 1.41 d=0.422,b=0.138m 時x6.90 13.80 27.60 41.40 55.20 69.00 82.80 96.60 110.40 124.20 r1r2y8.16 10.85 13.26 1

55、3.80 13.66 13.26 12.05 10.31 7.89 5.09 1.66 1.24 d=0.483,b=0.127m 時x6.35 12.70 25.40 38.10 50.80 63.50 76.20 88.90 101.60 114.30 r1r2y7.51 9.98 12.20 12.70 12.57 12.20 11.90 9.49 7.26 4.69 1.521.14d=0.537,b=0.122m 時x6.10 12.20 24.40 36.60 48.80 61.00 73.20 85.40 97.60 109.80 r1r2y7.21 9.59 11.72 12.

56、20 12.08 11.72 10.65 9.11 6.98 4.50 1.461.10 d=0.586,b=0.118m 時x5.90 11.80 23.60 35.40 47.20 59.00 70.80 82.60 94.40 106.20 r1r2y6.98 9.27 11.34 11.80 11.68 11.34 10.30 8.81 6.75 4.35 1.42 1.06 4）根據(jù)計算所得到的有關(guān)數(shù)據(jù)繪制以上五個截面的翼型，如圖截面 1 截面 2 截面 3 截面 4 截面 5 圖 2.9 截面翼型北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）252.5 第二級葉輪的設(shè)計2.5.1 確定安裝角a由于第

57、一級與第二級之間只存在負載系數(shù)的不同，所以，第二級比轉(zhuǎn)速sn=23.2，葉輪外徑td=0.586m，葉輪幾何平均直徑處md=0.48m，圓周速度t=90/m s，葉輪幾何平均直徑處圓周速度29000.4872.9/6060mmn dm s，壓強系數(shù)=0.249，輪轂比v=0.6。平均半徑處的扭速21.6/mmupcm su，選擇變環(huán)量葉柵：0.7，0.70.720.488221.6dmmuc，則0.78ruc，選取 ls 葉形，0.1c ；選取的 5 個設(shè)計計算斷面的直徑 d 分別為0.352，0.422，0.483，0.537，0.586（m） ，按下列公式在 5 個斷面上分別計算以下各量：

58、依次選取yc 為 2.5、2.2、2.0、1.9、1.7，對應(yīng)的為5.5、5、4.2、3.9、3.5，則a=m。2.5.2 選取葉片數(shù) z由于=0.6，查表 2.3 可知，葉片數(shù) z 為 612，又由公式11m mz ，其中m為平均半徑處的葉柵稠度，其最佳范圍為 0.31.1; m為平均半徑處葉片的展弦比，當(dāng)=0.50.7 時，0.91.5m，當(dāng)=0.30.4 時，m可達到 2.0 或更多些。則1 0.60.9 1.50.55.7 9.41 0.6z，選取葉片數(shù)為 z=7。222211,/22zzmmuucucz wmcuccw和0.718,arctan,zzuupuc c ucz urcc

59、2222(),2,arctan,uuuzzuuccccuc ucuc 北京工商大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）262.5.3 計算弦長2900/60151.8/nrad s角速度，4ympbc zw表 2.9 第二級葉輪各計算量d0.3520.4220.4830.5370.586r0.1760.2110.24150.26850.293u53.45 64.08 73.34 81.54 88.98 cu26.99 23.77 21.63 20.08 18.89 p1488.85 1572.10 1637.09 1689.97 1734.83 cz31.32 31.32 31.32 31.32 31.32 cz

60、/u0.59 0.49 0.43 0.38 0.35 130.37 26.05 23.13 21.01 19.39 u-c2u26.46 40.30 51.71 61.46 70.09 cz/(u-c2u)1.18 0.78 0.61 0.51 0.45 249.82 37.85 31.21 27.01 24.08 (u-0.5cu)21596.25 2723.93 3909.46 5112.04 6325.70 cz2981.23 981.23 981.23 981.23 981.23 wm50.77 60.87 69.93 78.06 85.48 cz/wm0.62 0.51 0.45 0