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建筑及空调风机设计步骤及参数计算

【摘要】:2)先选择模型通风机,由模型通风机的比转数ns及换算好的流量qV、全压p计算出所需要的转速。进行通风机的结构设计,并验算零部件的强度。因此相似设计在通风机设计中被广泛采用。解:1)p′=9.807×264Pa=2589Pa将流量、全压换算为进口状态:qV=qV′=49400m3/h=13.72m3/s2)如果选用4-13.2通风机,转速n取1450r/min,其比转数为由4-13.2型通风机的性能曲线求得:=0.437、=0.23、η=0.93,便可计算u2、D2及功率P。

(1)将非标准状态下的参数进行换算 根据用户给定的流量、压力、气体状态,将它换算为标准进口状态下(p=101325Pa,T=293K,ρ=1.2kg/m3)的流量及全压。

(2)比转数的确定 可分为以下几种情况确定比转数:

1)首先选取转速,如果通风机电动机为直联传动,则通风机的转速只能根据电动机的转速选取;由选取的转数n及换算好的流量qV、全压p来计算比转数ns;最后找出比转数相等或接近的模型通风机。

2)先选择模型通风机,由模型通风机的比转数ns及换算好的流量qV、全压p计算出所需要的转速。

3)当遇到的比转数过小而又不能用回转式风机时,或者比转数过大而又不能用轴流式风机时,可用单级或双级离心通风机,以及单级或双级轴流风机,其比转数分别按式(3-20)和式(3-19)计算。

(3)找出最高效率点的参数 确定比转数后,根据模型的性能曲线,找到最高效率点的压力系数978-7-111-46543-0-Chapter03-124.jpg、流量系数978-7-111-46543-0-Chapter03-125.jpg、全压效率η值。

(4)确定圆周速度 由p978-7-111-46543-0-Chapter03-126.jpgρ值,根据式(3-6)计算圆周速度978-7-111-46543-0-Chapter03-127.jpg

(5)确定几何比例常数ml由圆周速度u2及转速n,可求得叶轮外径D2(或Dt)为

设模型通风机的叶轮外径为D2M,则实物与模型的几何比例ml按下式计算:ml=978-7-111-46543-0-Chapter03-129.jpg。将模型通风机的几何尺寸乘以ml,就得到实物通风机的几何尺寸。已知D2后也可以根据该系列风机的空气动力学略图(见本章3.6节),确定新机器的尺寸。

(6)进行通风机的结构设计,并验算零部件的强度。

(7)Re修正 当实物通风机的雷诺数与模型通风机雷诺数相差两倍以上时,可按近似式(3-33)对实物通风机的全压进行修正:

式中,p为不考虑Re影响时,由相似换算得到的实物通风机全压;p′为考虑Re影响时实物通风机的全压;ml为实物通风机与模型通风机的直径比;mn为实物通风机与模型通风机的转速比;ηi为模型通风机的内效率;ηV为模型通风机的容积效率,反映泄漏损失;ηm为模型的轮盘摩擦效率,反映轮阻损失的大小;K为系数,在K=0.3~0.6,后弯形叶轮K比前弯形大,高比转数风机K比低比转数的大。

用相似设计法设计通风机的方法比较简单、可靠,在新通风机的设计过程中,不需要重新进行性能试验,而且风机能在满足设计要求的高效率区运行。因此相似设计在通风机设计中被广泛采用。

【例题2】 已知进口状态pj=720mmHg,t=50℃,流量qV′=49400m3/h,全压p=264mmH2O。设计锅炉配用的通风机。

解:1)p′=9.807×264Pa=2589Pa

将流量、全压换算为进口状态:

qV=qV′=49400m3/h=13.72m3/s

2)如果选用4-13.2(4-73)通风机,转速n取1450r/min,其比转数为

由4-13.2型通风机的性能曲线求得:978-7-111-46543-0-Chapter03-133.jpg=0.437、978-7-111-46543-0-Chapter03-134.jpg=0.23、η=0.93,便可计算u2D2功率P

978-7-111-46543-0-Chapter03-136.jpg

3)如果选用9-6.32(9-35)型通风机,转速取695r/min,则

9-6.32型通风机的量纲一的参数978-7-111-46543-0-Chapter03-139.jpg=0.845、978-7-111-46543-0-Chapter03-140.jpg=0.14、η=0.68,则

或者978-7-111-46543-0-Chapter03-142.jpg

4)对于所提出的设计参数p=3011Pa、qV=13.72m3/s,选用4-13.2型或9-6.32型离心通风机都可以满足要求。但是选用不同形式的通风机各有其特点:4-13.2型的效率高,耗功小,机器的尺寸小;9-6.32型通风机的转速低。作为方案选择阶段,还可以多选符合要求类型的通风机进行全面比较,最后在满足主要矛盾的前提下确定通风机的类型。