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射流风机空气动力特性
时间:[2018/6/19]

   众所周知,一般轴流风机叶轮产生的有效能量包括静压和动压,静压用于克服管网阻力,动压用于输送气流;而射流风机所产生的有效能量仅仅是风机的出口动压,该动压用来推动隧道内的气流流动。

  因此,射流风机的空气动力性能通常用流量Q和轴向推力F来表示。根据动量定理,射流风机的轴向推力F为:

  (1)F=K1ρQ2/A2

  式中:F为射流风机有效推力,N:K1为推力损失系数,一般K1=0.95—0.98;ρ为气体密度,kg/m³;Q为风机体积流量,m³/s;A2为风机出口有效面积,m²。

  射流风机的有效空气功率N等于风机出口有效动压乘以体积流量Q,即:

  (2)N=1/2ρv²·Q=1/2ρQ3/A2^2=1/2Fv

  式中:v为风机出口轴向平均速度,m/s。

  理想状态下,射流风机叶轮从电动机获得的能量全部转化为有益的出口有效动能。但实际上气流在流经风机通流部件时必然要产生能量损失,这些损失包括:风机入口损失、入口流道、叶轮损失和出口流道损失,射流风机必须产生一定的静压用于克服这些损失。因此,射流风机的全压仍然是静压与动压之和:

  (3)Pt=Pst+1/2ρv²=Pst+1/2ρ(Q/A2)²

58棋牌下载  射流风机叶轮输出功率为:(4)Ny=PtQ=(Pst+1/2ρv²)Q

  这里应特别指出的是,射流风机的有效功率与普通轴流风机是不同的;射流风机的有效功率仅仅是风机出口有效动压乘以风量;而普通轴流风机的有效功率是风机产生的全压乘以风量。

  射流风机的叶轮效率等于风机有效空气功率除以叶轮功率,即:

  (5)ηy=N/Ny

58棋牌下载  将式(2)、式(4)代入式(5)可得:(6)ηy=1-Pst/Pt

58棋牌下载  由式(6)可知,若射流风机的静压占其全压的比重超过百分之二十,即:Pst≥0.2Pt,则其叶轮效率就不可能超过百分之八十。因此,为了提高射流风机的叶轮效率,射流风机的静压Pst就应该尽可能的小。实际上射流风机的静压Pst仅仅是用于克服风机本身的内部流动阻力,与改善隧道内通风状态无关。射流风机的出口动压应占其所产生的全压绝大部分,这正是射流风机气动设计与普通轴流风机的重要不同之处。

  综上所述,设计高效射流风机的途径除了需要合理设计叶轮参数,设法提高叶轮级效率外,同等重要的是合理设计风机的通流部件,减小局部流动损失,使得射流风机叶轮所产生的静压尽可能的小。

 
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