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1、Vol.28,No.10,2000FLUIDMACHINERY21X离心式通风机的最佳曲线及其应用淮南工业学院潘地林安徽风机厂许云龙摘要应用统计的方法对大量已有的离心风机空气动力学略图和性能参数之间的内在关系进行了分析研究,提出了对最佳曲线的补充和修正。给出了叶片出口宽度b2与直径系数δ之间的关系曲线,并讨论了它们在通风机设计计算中的应用。关键词离心式通风机叶轮风机设计符号通风机空气动力学略图和性能参数进行统计分析b2———叶片出口宽度,m的基础上,提出对最佳曲线的补充和修正,并讨论c2r———叶片出口气流径向速度,m/s其在通风机设计计算中的应用的
2、方法。D0———叶轮入口直径,mD1———叶片入口直径,m2表达通风机特征的几个系数及它们之间D2———叶片出口直径,m的关系n———叶轮转速,r/minP———风压,Pa通风机压力系数和流量系数的表达式分别3Q———风量,m/s为:u2———叶轮外缘线速度,m/sPPη———风机效率,%Ψ==(1)121π222ρuρ()D2n22601引言QQφ==2(2)π2π3D2u2D2n4240风机制造行业中,在设计或选取通风机的合联立式(1)、(2)从中消去D2后,可得通风机理型号以及评价通风机的气动特性时,除了使用比转数ns的计算公式:压力系数Ψ、流
3、量系数φ以外,还广泛使用比转1/23/41/2Q3012φ数ns和比直径数Ds或者转速系数σ和直径系数ns=n3/4=1/23/43/4(3)PπρΨδ。不同型式的通风机具有不同的转速系数σ和若联立式(1)、(2)从中消去n,则可得到通风直径系数δ值。科迪尔在50年代初通过统计的机比直径数Ds的计算公式:方法给出了各种不同风机的σ-δ关系曲线以及1/43/41/41/4P2ρΨDs=D21/2=1/21/2(4)该关系曲线在选择最佳通风机叶轮设计中的应Qπφ3用。由于使用科迪尔的σ-δ曲线可以不需要经若取ρ=112kg/m,则式(3)、(4)可分别写
4、过复杂计算来选择最佳的叶轮型式,因而该曲线成:1/23/41/23/4在风机制造行业中被广泛采用。该关系曲线又被ns=nQ/P=24183φ/Ψ(5)[1]D1/41/21/41/2(6)称为最佳曲线。s=D2P/Q=01993Ψ/φ最佳曲线是一统计曲线且提出已近半个世比转数ns和比直径数Ds是反映通风机特征纪,受当时客观条件限制其中自然可能存在不足的两个重要参数。由风机相似理论可知,当两风之处。因此,完全有必要也有可能应用现有的成机相似时,其对应共况点上的ns、Ds值必然分别功经验和技术资料对其作出必要的补充和修正。相等;若两风机不相似,ns值的大
5、小反映了在同本文试图在应用统计的方法对大量现有的离心式流量、同压力条件下两风机转速的差别,而Ds则X收稿日期:2000—05—08©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.流体机械222000年第28卷第10期反映了风机叶轮外径的差别。ns和Ds并不是无因次参数,因此在有些文献中用无因次参数速度系数σ和直径系数δ取而代之。σ和δ的计算公式分别是:1/23/4σ=φ/Ψ(7)1/41/2δ=Ψ/φ(8)速度系数σ表示一个叶轮的转速与一标准叶轮(φ=1,Ψ=1)转速之比值
6、;而直径系数δ则表示一个叶轮的直径与一标准叶轮(φ=1,Ψ=1)直径之比值。比较式(5)～(8)可知:σ与ns成正比,而δ与Ds成正比。从实际使用角度上看,ns和Ds与σ和δ两组系数之间并无本质上的区别。要顺便指出的是,我国风机行业习惯将风机2的风压系数定义为Ψ=P/ρu,这使得ns和Ds图1各种风机的σ-δ关系曲线及σ和δ的计算公式在形式上与本文所述的公式由图1还可以看出,速度系数σ小于012的[3、4、6]有所区别。风机的效率有可能超过科迪尔所给出的最高效率曲线;满足最佳曲线的通风机的效率不一定能达3最佳曲线到最高效率,这是因为通风机的效率还于其
7、它许多因素有关。虽然很难直接给出比转数ns和比直径数Ds或速度系数σ和直径系数δ之间关系的数学表达4应用最佳曲线确定叶轮外径式,但由于它们都是表征通风机特性的综合参数,可以肯定它们之间存在某种必然的联系。科迪尔我国风机行业中确定叶轮外径的方法通常是通过统计方法给出的各种不同风机的σ-δ关系以统计得到的叶片出口安装角β2A与压力系数Ψ[1]曲线如图1所示。对一个给定的σ值,要决定之间的关系曲线为基础的。在确定了叶片形式之最佳叶轮时,只要在σ-δ关系曲线上查出相应后,一般是初选一叶片安装角β2A,再根据β2A与的δ值即可。在图1中科迪尔还绘出了可能的最Ψ
8、的关系曲线查出所需压力系数Ψ值,然后由下高效率曲线,并指出只有设计点落在σ-δ关系式计算叶轮必须的圆周速度u
