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弧形風(fēng)葉是經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算的最佳結(jié)果,能嚴(yán)格保證工作狀態(tài)下絕不諱讓雨水侵入。排風(fēng)效率高,屋頂自然通風(fēng)器只要在不低于0.2公尺的微風(fēng)或室內(nèi)外溫度差超過0.5℃,屋頂自然通風(fēng)器即可輕盈、屋頂自然通風(fēng)器有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)用更為廣泛,行業(yè)發(fā)展十分有前途 風(fēng)機(jī)是各個(gè)工廠、企業(yè)普遍使用的設(shè)備之一,特別是風(fēng)機(jī)的應(yīng)用更為廣泛。鍋爐鼓風(fēng)、消煙除塵、通風(fēng)冷卻都離不開風(fēng)機(jī),在電站、礦井、化工以及環(huán)保工程,風(fēng)機(jī)更是不可缺少的重要設(shè)備,正確掌握風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì),對(duì)保證風(fēng)機(jī)的正常經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是很重要的。 離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方案的選擇 離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常給定的條件有:容積流量、全壓、工作介質(zhì)及其密度,有時(shí)還有結(jié)構(gòu)上的要求和特殊要求等。
對(duì)離心風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的要求大都是:滿足所需流量和壓力的工況點(diǎn)應(yīng)在最高效率點(diǎn)附近;最高效率值要盡量大一些,效率曲線平坦;壓力曲線的穩(wěn)定工作區(qū)間要寬;風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工藝性好;材料及附件選擇方便;有足夠的強(qiáng)度、剛度,工作安全可靠;運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,噪聲低;調(diào)節(jié)性能好,工作適應(yīng)性強(qiáng);風(fēng)機(jī)尺寸盡可能小,重量輕;操作和維護(hù)方便,拆裝運(yùn)輸簡(jiǎn)單易行。同時(shí)滿足上述全部要求,一般是不可能的。在氣動(dòng)性能與結(jié)構(gòu)之間往往也有矛盾 通常要抓住主要矛盾協(xié)調(diào)解決。這就需要設(shè)計(jì)者選擇合理的設(shè)計(jì)方案,以解決主要矛盾。
隨著風(fēng)機(jī)的用途不同,要求也不一樣,如公共建筑所用的風(fēng)機(jī)一般用來作通風(fēng)換氣用,一般最重要的要求就是低噪聲,多翼式離心風(fēng)機(jī)具有這一特點(diǎn);而要求大流量的離心風(fēng)機(jī)通常為雙吸氣型式;對(duì)一些高壓離心風(fēng)機(jī),比轉(zhuǎn)速低,其泄漏損失的相對(duì)比例一般較大。常見風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速下,后向葉輪的壓力系數(shù)中Ψt較小,則葉輪直徑較大,而其效率較高;對(duì)前向葉輪則相反。對(duì)高溫、多塵條件下,傳動(dòng)方式還要考慮電動(dòng)機(jī)、軸承的防護(hù)和冷卻問題。
現(xiàn)代前彎葉片風(fēng)機(jī)效率,比老式產(chǎn)品已有顯著提高, 故在小流量高壓力的場(chǎng)合或低壓大流量場(chǎng)合中仍廣為采用。徑向出口葉片在我國已不常用,在某些要求耐磨和耐腐蝕的風(fēng)機(jī)中,常用徑向出口直葉片。離心風(fēng)機(jī)葉輪設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮到比轉(zhuǎn)速與葉片型式存在一定的關(guān)系,故在確定葉片出口角的同時(shí),必須綜合考慮三種葉片型式對(duì)壓力、徑向尺寸和效率的影響。正確確定了離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片出口角β2A將為葉輪其它主要幾何尺寸的確定奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),從而對(duì)整臺(tái)離心風(fēng)機(jī)的性能起著關(guān)鍵的作用。
旋轉(zhuǎn)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理旋轉(zhuǎn)噪聲又稱葉片噪聲,或稱離散頻率噪聲。葉片繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí),風(fēng)機(jī)葉片相對(duì)于氣流運(yùn)動(dòng),迎風(fēng)側(cè)與背風(fēng)側(cè)所受壓力不同。在旋轉(zhuǎn)葉輪的葉片通道出口處沿周向的氣動(dòng)壓力與氣流速度都有很大變化,旋轉(zhuǎn)的葉片通道掠過較窄的蝸舌處,就會(huì)出現(xiàn)周期性的壓力和速度脈動(dòng),從而產(chǎn)生噪聲。葉片在自由空間旋轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)于葉片鄰近的某固定空間位置來說,每當(dāng)一個(gè)葉片通過時(shí),空氣受到葉片及其壓力場(chǎng)的激勵(lì),壓力就會(huì)起伏變化一次,旋轉(zhuǎn)的葉片不斷地逐個(gè)通過,相應(yīng)逐個(gè)地產(chǎn)生脈沖 , 向周圍輻射噪聲。
在給定空間位置產(chǎn)生的壓力,并不按正弦規(guī)律隨時(shí)間變化,而是按脈沖形式。除基頻外還有許多諧波成分 , 其頻率為基頻的整數(shù)倍。如果壓力脈沖很尖銳,在聲頻范圍內(nèi)可以有許多諧波成分。旋轉(zhuǎn)噪聲的頻率為
由式(1)可以看出,若將葉片數(shù)增加1倍而轉(zhuǎn)速保持不變時(shí),由于基頻增加1倍,原來的奇次諧波成分被取消,假定各諧波成分的強(qiáng)度近似相同,理論上旋轉(zhuǎn)噪聲的強(qiáng)度將降低一半。即使壓力脈沖不很尖稅,葉片數(shù)的增多對(duì)降低噪聲也是有利的。
旋轉(zhuǎn)噪聲的聲壓與風(fēng)機(jī)的功率成正比,而與葉輪的半徑成反比。所以,當(dāng)功率與葉片尖端的圓周速度給定時(shí),從降低噪聲的角度應(yīng)盡量使葉輪半徑大一些。葉片尖端的圓周速度對(duì)旋轉(zhuǎn)噪聲的聲壓非常敏感,隨圓周速度的提高 ,旋轉(zhuǎn)噪聲的聲功率迅速地增加。
方法筆者在寧波一家風(fēng)機(jī)公司工作時(shí),應(yīng)客戶降低噪聲的要求而設(shè)計(jì)并制作過一批,計(jì)6臺(tái),機(jī)號(hào)為 KHF-900、KHF-1000。件1和件7為1.5mm 鍍鋅板,件4為1.0mm 鍍鋅板,件3 、件5和件6為0.8mm穿孔網(wǎng)板,穿孔率為20%,中間填充工業(yè)用超細(xì)玻璃棉。經(jīng)前后性能對(duì)比,由于穿孔板的摩擦系數(shù)比普通鍍鋅板略高,風(fēng)機(jī)流量下降1.2%~2.5%,內(nèi)功率也同時(shí)降低1.4%~1.8%,其噪聲降低8~10dB(A)。也可以做成雙層微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),層與層之間的間隙為60mm,通過氣流的一層穿孔率為20%,另一層為2%,夾層中間不加填料,經(jīng)測(cè)試,性能與上述方法基本相同。如果空調(diào)箱內(nèi)的空間足夠,也可以將襯墊貼附在整個(gè)機(jī)殼的外側(cè),其降噪的效果也較為明顯。