羅茨鼓風(fēng)機(jī)使用說(shuō)明書分解

在圓弧線葉形中，當(dāng)葉輪頂點(diǎn)與出氣口邊緣脫離接觸時(shí)，出氣縫隙開始開啟。當(dāng)開啟角為時(shí)，出氣縫隙寬度為=Jr'+4尺“"「gin’(半｝—r(1)式中：r為葉峰半徑；Rm為外圓半徑；b為葉峰圓心到葉輪中心的距離。當(dāng)葉輪間隙為時(shí)，B()/的比值體現(xiàn)了當(dāng)葉輪開口角變化時(shí)，出氣縫隙與葉輪間隙的變化大小。22漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)的基元容積出氣縫隙在三葉圓弧葉型鼓風(fēng)機(jī)中，對(duì)于漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)，葉型夾角為120°，當(dāng)機(jī)殼包角為180°時(shí)，取460°，為理論漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)角度的最大值，既可以保證葉輪在傳輸氣體的過(guò)程不漏氣，又可使機(jī)殼b結(jié)構(gòu)變化最為平緩。漸擴(kuò)縫隙預(yù)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)中，設(shè)葉輪與機(jī)殼進(jìn)氣側(cè)的間隙為定值，用表示；葉輪與機(jī)殼出氣側(cè)的間隙為漸擴(kuò)縫隙，為開啟角的函數(shù)，用b()表示見(jiàn)圖3。假定：在漸擴(kuò)縫隙開啟之前，基元容積V的氣體處于進(jìn)氣壓力ps作用之下；當(dāng)開啟角為時(shí)，由于出氣口高壓的進(jìn)入，基元容積內(nèi)部壓力由ps上升為p，同時(shí)有氣體通過(guò)間隙向進(jìn)氣口泄漏；當(dāng)=b時(shí)，壓力p正好與出氣壓力pd達(dá)到平衡。

式中：為鼓風(fēng)機(jī)的壓力比，=pd/ps；為葉輪角速度，rad/s；1為漸擴(kuò)縫隙的相對(duì)寬度，1=b/；為系數(shù)，=k■?一；k為氣體絕熱系數(shù)，空氣：k=1.4；L為葉輪長(zhǎng)度；R為氣體系數(shù)，干空氣：R=287J/（kg-K）；T為平均溫度；V為基元容積。2.開口縫隙變化率的比較基元容積隨著開口縫隙的開啟，出氣口處的高壓氣體便對(duì)基元容積內(nèi)的低壓氣體進(jìn)行均壓，普通矩形出風(fēng)口結(jié)構(gòu)與漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)在開口縫隙變化率上的比較，見(jiàn)圖4。也呼讓1股3：也呼讓1股3：!苛打UMJ14H-115加也白？2口.鵬也心64業(yè)旅J■UIJ川則向阿1211衛(wèi)至即電_?Jw2D-jn2D圖』△尸仍忌因下出“^圖變化率的比較矩形出氣口基元容積出氣縫隙變化率，從圖4的曲線可以得到，普通矩形出氣縫隙當(dāng)開啟角逐漸變大時(shí)，出氣縫隙的變化率曲線是陡峭的，這就說(shuō)明：普通矩形出氣縫隙隨開啟角變化而變化的量比較大。當(dāng)普通矩形出氣縫隙開啟時(shí)，出氣口的高壓氣體會(huì)因?yàn)槌鰵饪p隙的陡然變大而比較猛烈地沖擊葉輪容積區(qū)域的低壓區(qū)，造成很大的回流沖擊，從而形成很大的氣流噪聲。從圖4比較可以得知，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)升壓Ap=68.6kPa,在機(jī)殼結(jié)構(gòu)采用了漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)及所有的工作升壓下，基元容積的開口縫隙的開啟變化程度要比矩形出風(fēng)口結(jié)構(gòu)下的基元容積的開口縫隙的開啟變化程度平緩的多。因此在漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)下，應(yīng)該可以有效的削減基元容積開啟時(shí)所產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲。2.4漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)曲線的曲線擬合工程中，曲線的擬合通常采用直線或者圓弧對(duì)所采得數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合，這樣做主要為了加工的方便。利用最小二乘法對(duì)曲線進(jìn)行擬合，在MathCAD中進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)表1。衷1曲博擬合的數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)姻弧度J畫中JTLIA+m用邛卜HiM/mV=附工的>“LIE，#/m0.08□J26190.010330.126387<1.17(KI27fiT0.125H30.260J2S520m3040.1242DI2g24[1.4^1(K121(113(1541爾0.11?166<K52Iki30和>dim.B4100.61□J31320.0752270.1076-5-1<1.6^Qi3.3]*1UKIO16.MOJ322VOJS94iWin和□.1U146M謂55^7t)I3A3OJOS42.74).077517對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行圓弧曲線擬合，假設(shè)x、y符合以下關(guān)系：（x-x0）2+（v-yJ2=憶由于x、y的數(shù)據(jù)肯定無(wú)法全部滿足（x-x0）2+（y-y0）2=r2，因此在MathCAD中，這樣情況屬于無(wú)解方程求近似解。在MathCAD中利用函數(shù)Minerr（），找出x、y與最小誤差的近似結(jié)果。利用離差的平方和最小的最小二乘法作為最優(yōu)判據(jù)，MathCAD中求解過(guò)程如下。1）定義關(guān)于x、y的矢量：

劇曲嬲就賞揖鼬醬嬲后二幫雄.中；R加(L0=0.126??SJjJS&I2S3S711.1j郵獐咱?54的3C6麗貝??124201心W%￡IWI0.121^<1甲an工卬N0.IIM66的如叱加力也明期南仲Cd“竟:舊不忘O.IOTr.Ww-K11:闿耳冉i'.IIHMI心;a比田打叨再a肌冏啕(kl?2?iH川第如（，粉叱箝[l.liBiZ?0.11771372）定義關(guān)于x、y之間的函數(shù)關(guān)系:.r,x)=+b3）定義最小二乘法:4）設(shè)定計(jì)算初始值:a=1；b=1；r=1265）給定計(jì)算要求:GivenS(a,b,r)=06）利用Minerr（）函數(shù)得到結(jié)果:vec=Minerr(a,b,r)「8522、

OJ75-J26.21Sj7）建立vec矢量的g（x）方程并與x、y進(jìn)行比較其中y為原始數(shù)據(jù)點(diǎn)；g(x)為最小二乘法擬合后的函數(shù)曲線。可以得到擬合后的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)符合的很好。由此得到曲線擬合后圓的方程為：(X—8.552)2+(y—0.375)2=126.21823漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)的加工與噪聲試驗(yàn)漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)的加工由于漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)并不與葉輪相接觸，它只起到了將基元容積內(nèi)氣體與出氣口高壓氣體進(jìn)行均壓的作用，因此鼓風(fēng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)部的漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)在鑄造過(guò)程中就已經(jīng)做好，為了減少加工工時(shí)，在實(shí)際工作中，對(duì)此結(jié)構(gòu)不進(jìn)行機(jī)加工。漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)在鑄造時(shí)，以左右兩葉輪回轉(zhuǎn)中心為基準(zhǔn)，分別向內(nèi)、下側(cè)移動(dòng)3.951mm和7.594mm,見(jiàn)圖6。隹W漸獷疑隙靖構(gòu)在機(jī)克內(nèi)的表現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)的噪聲測(cè)量測(cè)量條件根據(jù)GB/T2888-2008風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量方法和GB/T17248.5-1999聲學(xué)機(jī)器和設(shè)備發(fā)射噪聲工作位置和其他指定位置發(fā)射聲壓級(jí)的測(cè)量環(huán)境修正法，對(duì)風(fēng)機(jī)裸機(jī)周圍各點(diǎn)噪聲進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的位置見(jiàn)圖7。/T?制點(diǎn)示意圖對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)一般在周圍3個(gè)方向距表面1m處測(cè)量，測(cè)點(diǎn)在機(jī)器主軸水平面內(nèi)。C1、C2、C3為主要數(shù)據(jù)測(cè)量點(diǎn)，M1、M2、M3為輔助測(cè)量點(diǎn)。上述所有羅茨鼓風(fēng)機(jī)測(cè)點(diǎn)位置的高度，從地面算起在1m以下時(shí)，均在1m高度測(cè)量，測(cè)點(diǎn)與聲源點(diǎn)的絕對(duì)距離按標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。主要測(cè)量?jī)x器1)聲級(jí)計(jì)HY104C2)聲級(jí)計(jì)Bruel&Kjaer22303.2.3測(cè)量數(shù)據(jù)的處理根據(jù)GB/T2888-2008風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測(cè)量方法對(duì)于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)殼噪聲應(yīng)根據(jù)測(cè)點(diǎn)位置C1、C2，由公式求出平均噪聲級(jí)：A,=l0—嚴(yán)嗚+10咽+M0嘰)—10]gn式中：LA為平均A聲級(jí)，dB(A)；L1，L2，Ln為測(cè)量值，dB(A)；n為測(cè)點(diǎn)數(shù)。在各測(cè)點(diǎn)位置中，測(cè)量值之差小于5dB(A)時(shí)，可取其算術(shù)平均值。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)做進(jìn)、出氣口噪聲測(cè)量，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速n與額定轉(zhuǎn)速n0不同時(shí)，聲壓級(jí)Lpn按以下公式進(jìn)行換算：4=4455/區(qū)式中：Lpn0為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下額定轉(zhuǎn)速n0時(shí)的聲壓級(jí)，dB；Lpno為試驗(yàn)轉(zhuǎn)速n時(shí)的聲壓級(jí)，dB。3.2.噪聲測(cè)量結(jié)果在采用了以上數(shù)據(jù)所獲得的漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)下，對(duì)兩種不同結(jié)構(gòu)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行噪聲測(cè)量，結(jié)果見(jiàn)表2和圖8。衷工噪聲對(duì)比強(qiáng)升胃澗IX轉(zhuǎn)遞/■(r/niiti?JSiJl!Xnj：fFEA3B(A)漸獷縫眥出氣門聲閣dH(A>用?6970W2碎石1150H淅I0E.5外患不145a1111415,7ft^.61115110詆6inHL76K6工力沖119115.2?I?IIIIr1IIWl1175ft2Ol2W轉(zhuǎn)速"nftniim)-二箕苣圖用市9級(jí)的對(duì)比4結(jié)論1)在采取漸擴(kuò)縫隙后，出氣口噪聲A級(jí)聲壓級(jí)最大降低了5.3dB(A),最少降低了3.7dB(A),平均降低了4.6dB(A)。這幾乎是一個(gè)聲壓級(jí)別，可見(jiàn)采用漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)后，對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)降噪的效果還是比較明顯的。2)在漸擴(kuò)縫隙的機(jī)械加工時(shí)，機(jī)殼只需改動(dòng)內(nèi)壁的鑄造木模形狀，增加漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)。在整個(gè)的機(jī)殼機(jī)械加工的過(guò)程中，無(wú)需改變現(xiàn)有的工裝夾具和數(shù)控加工程序。由于漸擴(kuò)縫隙不與葉輪相互接觸，因此漸擴(kuò)縫隙的尺寸精度與表面粗糙度無(wú)需太高，甚至不用進(jìn)行機(jī)械加工。這樣的加工處理，不增加機(jī)加工工時(shí)。相對(duì)于扭轉(zhuǎn)葉輪結(jié)構(gòu)，節(jié)省下來(lái)的費(fèi)用是非?？捎^的。3)由于采取了預(yù)進(jìn)氣原理的漸擴(kuò)縫隙結(jié)構(gòu)，排氣口高壓氣體與基元容積內(nèi)低壓氣體在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行均壓，這樣羅茨鼓風(fēng)機(jī)出氣口壓力相