PDF《第四章 轴流式通风机》

一、叶型和叶栅参数 叶型和叶栅参数如下图 4-6 和图 4-7. 图4-6 叶型参数 图4-7 叶栅参数 图4-6 所示叶型参数如下: b (或l):叶型弦长 Cmax 或C:叶型最大厚度 b C C max = :叶型相对厚度

2 2

1 t u p i ρ ψ Δ = a:叶型最大厚度所在位置 e:叶型最大弯度所在位置 fmax:叶型最大弯度 b f f max = :叶型相对弯度

2 1 , χ χ :叶型前缘,后缘的方向角

2 1 χ χ θ + = :叶型的弯折角 图4-7 所示叶栅参数如下 t:叶栅的栅距 t/b:叶栅的相对栅距, b / t:叶栅的稠密度 A β :叶栅的安放角 A

1 β , A

2 β :叶栅前缘,后缘的安放角

1 β ,

2 β :叶栅前缘,后缘的气流角 A A

1 2 β β θ ? = :叶栅的弯折角

1 1 β β ? = A i :叶栅前缘的冲角 A A β β δ

2 ? = :叶栅后缘的气流滞后角 i ? ? = ? = Δ δ θ β β β

1 2 :叶栅后缘的气流转折角 α : :叶栅前缘的气流攻角,即叶栅前缘,后缘的平均速度 Wm 与叶栅叶型的弦线的夹角.

二、叶栅的升力 图4-8 叶栅的升力 气流对叶片的作用力 Pu 和PM Pu = -ρWzt(W1u C W2u) (4-11a) Pz = -ρ(W1u + W2u)(W1u C W2u)・t/2 (4-11b) 令Γ = (W1u C W2u)t (4-11c) Pu = -ρΓWz Pz = -ρΓWmu P = ρΓWm

三、空气动力学特征 图4-9 叶片上的气动力 图4-10 翼型升力系数和阻力系数 用实验方法,求得单位长度叶片上的气动力,包括升力 Py 和阻力 Px (4-13a) 阻力 Cy、Cx 升力系数和阻力系数 对于一定的叶型 Cy,Cx 是冲角α的函数.当α不太大,Cy 与α成线性关系,当α到一定时, Cy 迅速下降,Cx 则上升,这种现象称为失速,当风机出现失速后,噪音突然增加,出现震 动和工作不稳. 同样叶栅也可以用(4-13)式相类似的式子表示 Py ⊥ Wm (4-14a) Px ∥ Wm (4-14b) 三 叶栅的气动力基本方程

(一)不考虑叶型摩擦阻力的计算 忽略叶栅叶型的摩擦阻力,即Px = 0,这时气流作用在单位叶片长度上的气动力为: b W C P P m y y

2 0

2 ρ ′ = Δ = (4-15) b W C W m y m

2 0

2 ρ ρ ′ = Γ b W C m y

2 0 ρ ρ ′ = Γ b W C P y y

2 2 ∞ = ρ b W C P x x

2 2 ∞ = ρ b W C P m y y

2 2 ρ ′ = b W C P x x

2 2 ∞ = ρ bu W C W W u m y u u

2 ) (

2 1 ρ ρ ′ = ? h ) ( ) (

2 1

1 2 u u u u th W W u C C u P ? = ? = Δ ρ ρ bu W C t P m y th

2 0 ρ ′ = Δ z W P b C m th y ρω πΔ = ′

4 (4-16) ΔPth 是气流所获得理论气压, 上述 Cy '

是不考虑摩擦阻力情况下的又称为 Cy0 '

理论升力系数.

(二)考虑叶型阻力时气动力的计算 考虑风机内部存在摩擦损失,局部损失,内泄漏损失,用全压效率η考虑之 h m th yo zW P b C η ρω πΔ = ′

4 (4-77) ΔP 为实验通风机的全压 图4-11 现在考虑 Px 的影响,推导考虑摩擦时的叶栅气动方程.首先认为在无摩擦时气动力只 有Py(y 向分力) ,而无表示摩擦作用的 x 向分力 Px.Py 在轴向和周向的分量分别为 Pzt 和Put.当有阻力时,全力为 P,其分量分别为 Pz 和Pu(图4-11) 由于: m m m z W W β sin = m mz y m y y W b C W b C P β ρ ρ

2 2

2 sin

2 2 ′ = ′ = (4-18) 式中 Cy '

为叶栅升力系数. 同时 ε ε β ε cos ) sin( cos + = = m u y P P P (4-19) 式中ε是P与Py 之间的夹角,称为滑动角 ′ ′ = = y x x y C C P P tgε 由动量定律: ε ε β ρ cos ) sin( + Δ = m u z y W tW P (4-20) Pu = ρtWzΔWu (4-21) ε ε β β cos ) sin( sin

2 2 z u m m y W W t b C Δ * + = ′ (4-22) ) sin( cos

2 2 ε β ε ρ + * * Δ = ′ m z m y u C W P t b C 一般ε=