轴流通风机等环量分布值的求定

吴秉礼/长春花园机械有限公司

贺威杨明/沈阳鼓风机集团股份有限公司

轴流通风机等环量分布值的求定

吴秉礼/长春花园机械有限公司

贺威杨明/沈阳鼓风机集团股份有限公司

推导建立了轴流通风机等环量分布值的计算关系式，讨论了诸因素对环量值的影响；同时给出了压力系数与轮毂比的近似关系式。

轴流通风机；等环量值；计算与讨论

0 引言

轴流通风机空气动力设计是在给定流量、压力的条件下，确定叶轮直径、轮毂比和工作转速的最佳匹配；选定翼型及其升力系数沿径向分布；通过一定的理论计算方法，设计计算出动、静叶片的叶型，即叶片宽度、厚度、扭曲角度沿径向的分布，其中核心问题是确定速度环量沿叶片径向的分布规律。

轴流通风机的气动设计通常采用自由涡流型（等环量分布）或任意涡流型（变环量分布）的假设。对于中高压轴流通风机，轮毂比较大，采用等环量分布流型能较好地符合气体绕叶轮的实际流动，且计算简单、具有足够的设计精度，因而常被设计选用[1]。

本文将根据叶素论和涡流论，推导建立了轴流通风机等环量分布值的计算关系式，讨论了诸因素对环量值的影响，同时给出了压力系数与轮毂比之间的近似关系式。

1 关系式的建立

图1为气流流经叶片切面的速度三角形和力的矢量图形。由图1得到K个叶片的微元轴向力为：

图1 叶片切面速度三角形图

式中：β为气流入流角；V为气流轴向速度；U=r ω-u为气流切向速度；ω为叶片旋转角速度；u为气流切向诱导速度或旋流速度；W为气流合成速度；μ为阻升比。

将定义的各量代入式（4），无因次化后，经整理得到：

2 基本分析

式（11）的根号前只能取负号，并根号内的数值不能为负值，只能大于或等于零。当根号内的值等于零时，环量值为最大，并有：

表1 轮毂比与压力系数的数值表

表1 轮毂比与压力系数的数值表

0.3 0.378 0.4 0.458 0.5 0.541 0.6 0.626 0.7 0.715

图2 压力系数随轮毂比的变化图

图3 环量系数随流速系数变化图

表2 等环量值的数值计算表（一）

表3 等环量值的数值计算表（二）

图4 环量系数随压力系数的变化图

图5环量系数随轮毂比的变化图

3 结论

本文推导给出的等环量值的求定关系式适用于中、高压轴流通风机的气动设计计算。

[1]李庆宜.通风机[M].北京：机械工业出版社，1981.

[2]吴秉礼.现代轴流通风机的系列化设计[J].风机技术，1986（6）：28-32.

[3]吴秉礼，李文洲.轴流通风机的工程设计方法[M].吉林大学出版社，2007.

Solution of Constant Vorticity Distribution Value for AxialFlow Fans

Wu Bingli/Changchun Garden Machinery Co.,Ltd.
He Wei,Yang Ming/Shenyang Blower WorksGroup Corporation.

The calculation relationship of constant vorticity distribution value for axial flow fans is deduced and established in this paper.The factors affecting constant vorticity distribution value are discussed. Meanwhile,the approximate relationship of pressure coefficientand hub ratio isgiven.

axial flow fan;constant vorticity distribution values;calculation and discussion

TH432.1；TK05

A

1006-8155（2015）04-0055-04

10.16492/j.fjjs.2015.04.137

2014-11-20吉林长春130117