對旋軸流風機畢業設計說明書-資料下載頁

【導讀】本文主要論述了風機的分類、應用領域及國內外的發展狀況。該風機由集流器、葉輪、電機、風。筒、擴散器等部分組成。風機的兩級葉輪分別用兩個相同型號的隔。爆電機驅動，可根據需要來調節風壓和流量。在風機的入口和出口。處采用了外包復式消聲結構來降低噪聲。該風機主要應用于煤礦井。下掘進工作面的局部通風.它具有體積小、流量大、風壓高的優點,非常適合井下巷道的長距離通風.應用等環量方法進行空氣動力計算。風機各部分的結構設計流線罩與擴散器的尺寸參數計算。

　　

【正文】 ?sinb ㎜ ?cosb ㎜ 2 各 截面翼形的重心坐標 各計算截面的翼型的重心坐標可由式 (128)和式 (129)計算求得 : bx ? (228) 36 Cy ? (229) 各 截面翼型的重心坐標列下表 : 表 29 各 截面的重心坐標 第 Ⅰ 截面 第 Ⅱ 截面 第 Ⅲ 截面 第 Ⅳ 截面 第 Ⅴ 截面 0x 0y 3 重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影 重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影列于下表 : 表 210 重心距翼形前后緣的距離在葉柵額線及葉柵軸向上的投影 第 Ⅰ 截面 第 Ⅱ 截面 第 Ⅲ 截面 第 Ⅳ 截面 第 Ⅴ 截面 ?sin0x ?cos0x ?sin)( 0xb? ?cos)( 0xb? 4 各 截面的翼型尺寸 各計算截面的翼型尺寸列于下表 : 37 表 211 各計算截面的翼型尺寸 截面 坐標 單位 翼型尺寸 Ⅰ x ㎜ y ㎜ Ⅱ x ㎜ y ㎜ Ⅲ x ㎜ y ㎜ Ⅳ x ㎜ y ㎜ Ⅴ x ㎜ y ㎜ 38 第 三 章 集流器與流線罩 的結構設計 集流器與流線罩一起 ,組成了光滑的漸縮形流道 .其作用就是使氣流在其中得到加速 ,以便在損失很小的條件下 ,能在軸流通風機級的入口前面建立起一個均勻的速度場和壓力場 。優化了風機的入口條件， 提高風機的運行效率和降低風機的噪聲。 通風機級入口條件對于級的工作有很大影響 ,如果在設計中缺少其中任何一個部件 ,以及設計不夠合理 ,都會惡化級的入口條件 ,使地通風機性能變壞 . 集流器對于軸流通風機的性能有 很大的影響 ,實驗證明 ,沒有集流器的軸流通風機要比具有優良集流器的通風機的全壓及全壓效率分別低10%～ 12%級 10%～ 15%.有集流器的軸流通風機的流量系數也要增加一些 .流線罩的有無 ,以及它 的形狀 ,對于軸流通風機的性能是有影響的 ,尤其是當通風機輪轂比較大的時候 。 [8] 集流器的選擇 集流器型線的選擇 集流器的型線一般為圓弧或者雙曲線 .為了便于集流器的加工制造 ,本設計選用圓弧型集流器 . 集流器尺寸的確定 對于圓弧型集流器 ,在設計時應該考慮圓弧型線半徑 cr 葉輪直徑 D 之比 ?Drc 時 ,其損失系數已經很小 ,約為 。當 ?Drc 時損失系數可以忽略不計 ,因此 ,在設計中可去集流器的尺寸如下 : 1 圓弧半徑 39 mmDrc ???? 。 2 集流器長度 Dlc )~(? 。本設計取 mmDl c ???? 3 集流器外徑 DDc )~(? 。本設計 取 mmDD c ???? . 流線罩的選擇 流線罩型式的選擇 如前所述 ,流線罩的功用在于和集流器一起組成光滑的漸縮流道 ,用來保證優良的軸流通風機的進氣條件 .流線罩通常為半球型或流線型 .考慮到加工制造方便本設計采用了比較常用的半球型流線罩 . 流線罩尺寸的確定 半 球 型 流 線 罩 的 半 徑 等 輪 轂 半 徑 . 如 上 計 算 已 確 定 輪 轂 直 徑4 9 77 1 ???? Dd ㎜ 。流線罩的半徑即為 : ㎜ 集流器與流線罩的結構 集流器的曲線入口一般由鋼板卷壓而成，后端焊接 上法蘭使之可以與風筒通過螺栓連接在一起。為了加工方便流線罩由鋼板直接沖壓成型。集流器與流線罩通過支撐板焊接在一起。其 結構型式如圖： 40 圖 31 集流器與流線罩 41 第 四 章 擴散器 軸流通風機的出口動壓在全壓中所占的比例比離心通風機大得多 .這是因為軸流通風機工作時 ,通風機級的出口氣流軸向速度相當大 ,與之相對應的動壓也較大 ，與之相對應的動壓約占通風機全壓的30%～ 50%，而離心通風機的出口動壓僅占全 壓的 5%～ 10%[7]。 為了減少軸流通風機出口流速 ,提高靜壓 ,需要在軸流通風機的出口處安裝擴散器 ,同時也提高了通風機的靜壓效率 .此外 ,由于通風機排氣噪聲的聲功率與通風機出口氣流速度成線性 關系 [18],因此在通風機級的出口設計擴散器還可以顯著降低通風機的排氣噪聲 .所以擴散器是軸流通風機的重要組成部分 . 擴散器的型式 軸流通風機擴散器的結構型式隨著外殼和芯筒的型式不同而各有不同 .常用的擴散器型式 如圖 41 所示： 圖 41 常用的擴散器型式 本 設計選用了 其中 比較常用的一種型式即芯筒是漸縮的流線 ,而外殼為圓筒形 . 42 擴散器尺寸的確定 擴散器的出口等值的直徑 eD4 為 : 222_4)()1(D??????? dnD e (41) 由文獻 [8]一般優良的擴散器 等值張開角 ?? 12~8?? 取為 ?10 則擴散器芯筒的長度等于擴散器的長度 : 3 0 15t a n22t a n212_24???????????ddDL (42) 流線型的芯筒可按 [8]中 表 41 流線體型坐標計算得到 ： 表 41 流線體坐標 (%)lx 40 50 60 70 80 90 95 100 (%)maxddx 100 60 0 43 第 五 章 噪聲的控制 環境噪聲污染的危害 噪聲對人體的影響和危害一般可分為勞動保護和環境 保護兩方面，前面指危害人的身體健康，導致各種疾病的發生，后者指干擾環境安靜，影響人們正常的工作和生活。噪聲對人體健康危害主要表現在：損傷聽力，造成噪聲性耳聾；導致大腦皮層興奮和平衡失調，腦血管功能損害，導致神經衰弱；損傷心血管系統，引發消化系統失調，影響內分泌；干擾人們正常的生活、休息、語言交談和日常的工作學習，分散注意力，降低工作效率。 噪聲治理的基本原理 形成噪聲污染主要是三個因素，即：聲源、傳播媒介和接收體。只有這三者同時存在，才能對聽者形成干擾。從這三方面入手，通過降低聲源、限制噪聲傳播、阻斷 噪聲的接收等手段，來達到控制噪聲 的目的，在具體的噪聲控制技術上，可采用吸聲、隔聲和消聲三種措施。 吸聲 當聲波入射到物體表面時，部分聲能要被物體吸收轉化為其他形式的能量，稱為吸聲。材料的吸聲性能用吸收系數來表示，吸聲系數越大，則表示材料的吸聲性能越好。材料的吸聲性能與材料的性質、結構和聲波的入射角度及聲波的頻率有關。多孔吸聲材料的吸聲機理是：材料內部有無數細小的相互貫通的孔洞，當聲波入射到這些材料的表面，進而入射到這些細小的孔隙內時，要引起孔隙內的空氣運動，緊靠孔壁和纖維表面的空氣，因摩擦和粘滯運 動阻力44 而不易運動，使聲能轉化為熱能而消耗掉。故性能良好的吸聲材料要多孔，孔與孔之間互相貫通，并且貫通的孔洞要與外界連通，使聲波能進入材料內部。如對應 1000 赫茲聲波， cm10 厚的超細玻璃棉的吸聲系數是 。 隔聲 隔聲所采用的方法是將噪聲源封閉起來，使噪聲控制在一個小的空間內，這種隔聲結構稱為隔聲罩。在聲波遇到屏蔽物時，由于界面特性阻抗的改變，入射聲能的一部分被反射，一部分被吸收，一部分聲能透進屏蔽物繼續傳播。材料的隔聲性能可用透聲系數來表示。透聲系數越小，表示透進去的聲能越少，材料的隔聲性能越好。材料的隔聲性能與隔聲體的結構、性質和入射聲波的頻率有關。 消聲 消聲是將多孔吸聲材料固定在氣流通道內壁，或按一定方式固定在管道中，以達到削弱空氣動力性噪聲的目的，消聲量一般可達到 50~10 分貝。 消聲結構設計 通風機在工作時，產生的噪聲主要包括空氣動力性噪聲和機械性噪聲。其中，空氣動 力性噪聲的強度最大，是通風機噪聲的主要成分。空氣 動力性噪聲又包括旋轉噪聲和渦流噪聲。 對于局扇，在通風機輻射的噪聲中，其進出口部位輻射的噪聲強度最大。 抑制這部分噪聲最有效的措施是在通風 機的進出氣口安裝消聲器。考慮到局扇的工作環境本設計決定采用目前大多數軸流風機所采用的外包復式消聲結構。在風機的兩級筒體級擴散器外面 用玻璃布包超細玻璃棉的吸聲結構。 45 結論 對風機的分類及應用做了比較詳細的分析，了解了風機的歷史和國內外風機技術的發展現狀，對設計做了詳盡的分析確定了設計思想。 在綜合了國內外 軸流風機的設計方法的基礎上，對幾種比較流行的設計理論做了比較，我選用了 合適的設計方法和設計理論對設計的整體結構進行了分析和設計計算。其中做了風機葉輪的空氣動力計算其葉片的外型尺寸計算。選取了較流行的 LS 翼型葉片，更好地滿足設計參數的要求。為保證風機流道的光滑，設計了集流器、流線罩及擴散器等結構使風機的效率更高。 采用了同型號的兩個隔爆電機分別驅動兩級葉輪，電機的隔爆性能確保風機在井下的危險環境中工作時 更加安全 。風機外殼用高效的吸聲材料超細玻璃棉包裹，確保低噪聲的工作環境。本設計絕對能滿足給定的設計參數及井下實際的工作環境。 體積小、噪聲低、風量可調的節能型設計定能在煤礦的局部通 風中廣泛應用。 46 致謝 在設計計算過程中，我遇到了很多的困難，但都一一解決掉了這都歸功于 老師的指導。是老師在我做設計的過程中給我指名了我設計的方向，給了我很多建議，在設計完成的后期工作中幫我檢查錯誤。我相信老師和我的努力一定會結出碩果。此外我還要感謝四年來辛勤培育我的各位師長，是他們教給了我很多知識、技能和做人的道理。大學期間的學會了如何學習，這是最重要的一點，它讓我能更快地適應各式各樣的環境。在做這次設計時，我深深體會到了自己掌握知識的不足之處，我還要繼續學習。 在我的專業路上走 好，在我的工作崗位上做出成績以此來感謝培養我的父母和祖國。 47 參考文獻 1. 袁 麗 ， 柴 光 遠 .對 旋 軸 流 通 風 機 新 設 計 方 法 的 提 出 .煤 礦 機械 . 7 期 :6～ 8. 2. 王曉林，張美琴 . 對旋式通風機噪聲控制措施的探討 . 礦業安全與環保 , 2020,31(6). .對旋式軸流通風機設計中的幾個問題 .風機技術 .1999 第6 期 :15～ 39 ,高風強 .對旋風機的改進設計 .煤炭科學技術 .1998 第 26卷 38～ 40 ,羅瑞華 .隔爆 型對旋 式局部 通風 機 的研 制 .江西 煤炭 科技 .2020 第 2 期 47～ 48 .流體力學 .煤炭工業出版社 .1986. .通風機 .北京 :機械工業出版社 .1981 .軸流通風機使用技術 ,機械工業出版社 .2020 年 3 月 ,陳祖蘇 .流體機械 .煤炭工業出版社 . .通風機手冊 .北京 :機械工業出版社 .1994 .風機手冊 .機械工業出版社 .1999 年 5 月 ,韓建勇 .工程流體力學 .哈爾濱出版社 . .流體力學與風機 .中國建筑工業出版社 .1985 Flow and(Design and Practice).London:Gee Newnes .1996 A Years of Progress in MiningMechanical Mining Electeical and Mechanical R A. Axial Flow Fans and York:John Wiley＆ 48 附錄 1 冷卻系統技術 的發展趨勢 大 流量 和高 靜 壓 的新技術 : 對旋式風機 Yoshihiko Aizawa 隨 著世界核心 技術 (信息技術 )的飛速發展， 在 許多 電子設備 當中譬如 說 服務器 、 通信 器材 等 以 CPU 和 PDD 為代表的 固定 設備 不斷 出了 的 微 型化 趨勢 。這些 設備 在 功能 加的同時也伴 隨 著 散熱 的 不斷增加 , 這種情況 預計 在未來一段時間里將 會 一直持續 下去 。 與此 同時 , 在