叶轮机械原理作业教材

D2 60U2

1300

60 90.44

1300 3.14

= 1.329

取整，确定D2 =1.3m

U2 1.3二1300 二1.3 3.14

1300

60 60

二88.44 m s P _4000

u；88.442

2 2

= 0.853

(2)确定叶轮入口参数。叶轮机械原理作业

张硕201520503005

离心通风机设计

设计一台离心通风机，其流量 Q=90000m3/h，压力P=4000pa,介质为空气，进气状态为通风机的标准状态。要求确定流通部分的形状和尺寸，并进行主要零部件的强度计算和材料选用。

一、叶轮设计

制定 Q =90000/3600 =25m3 / s ； P=4000pa；进口压力R n =101325pa，进口温度垢=20°，空气密度P air = 1.205kg/m3

(1)转速、叶片出口角和轮径的确定

选取转速n=1300r/min，

比转速为n s =5.54 Q

=5.54 1300 ' 253 =71.6 pN 4000"

根据比转速值，由图 5-5预选’-：二0.8，根据比转速和压力系数估算出叶片出口角 1 b2: 屮0 8

+1.4410-5n S—0.3835 ' +1.44% 10七71.62 -0.3835

'-b^- 3- 332.3

2 2.7966 10 2.7966 10

'■b2值与通风机的压力 P关系密切。经过多次试算，为了保证获得所需要的通风机压力,

确定：b2 = 35。

压力系数为：

：=2 0.3835 2.7966 10” 35-1.44 10* 71.6^-0.815

2 4000

90.44 m s

1.2 0.815

由式(7-10),叶轮入口喉部直径为:

D o =3.253

1

3 Q n

，由于是径向自由入口，轮毂比

〔 n(1

v

预选叶片厚度使叶道入口截面堵塞的系数 畀=0.92，容积效率 v

= 0.98

，

根据公式7-8，计算\ :

1

=0.488 迴6

=0.517 ⑺.6丿

径 D ° = 0.72m

确定喉部直径D 0 = 0.75m ，叶道入口直径D^(1~1.1)D^0.75~ 0.825m ，取

叶片入口最大和最小直径 D 1ma x 二0.9m ，D 1min 二0.7m 。

式中 t -0.5 1.7sin 1 b2 =°.5 1.7sin35 -1.475，

采用锥弧形集流器，叶轮入口截面气流充满系数

■-0

= 1

。

=0.488

大多数高效率后弯叶片通风机的系数 1都比较小，选取，将各值代回式

7-10，得到入口直

于是,

U 1

二 Dm 60 二 0.8 1300

-60

=54.43 m s ，

D [_L

由式(7-6)

b 1

VU

(1

J)，选取叶道入口前截面气流充满系数

」1二0.9，有

d = 0.43m ，确定 b| 二 0.45m 。

叶道入口前速度为：

c 1m

25.07 m s

■：D 1br l 1 v ■: 0.8 0.45 0.9 0.98

^3驚"461

从而可知 打=24.75，确定 n =25 (3)确定叶片数 由式(7-18)Z

D 2 D 1

sin

飞2」b1

2

因此：Z =1.475 二

1.3

°8sin 1.3—0.8

= 2.76，二eq =5.52 <6，符合要求。

（5）计算滑移系数和理论压力。

泄漏量为：AQ =2…D 0・，：,取间隙值住=0.003m ，锐边孔的流量系数、-0.7

35 25

= 9.73，取 Z =10

⑷叶轮出口宽度

b 2的确定。

由式（7-25） b 2

-叫 r ： D 1 sin : b1

，2 J 二D 2 sin - b2 〜Z 2、2

取叶片厚度"二r 二

“2 =

0.008m

。

选取叶道出口截面气流充满系数

‘2

=0.85

预选r / ■・2 =14，于 空 O&sin 25

「° O.O 。8

是 b 2 = 0.45 1.4 0.289m

0.85 1.3二 sin35 -10 0.008

确定 b 2 =0.29m

验算叶道的当量扩散角

"eq ，由式（3-4）

tan

2

.D 2b 2 2sin b2 一 .

“ sin ：b1

由式（2-54）和式（2-53）得:

0.8' 叶道入口处堵塞系数:

t 1「sL b1 〒一 °.

008sin35

t i

0.8- =0.985

叶道出口处堵塞系数:

t 2 -、2$sin

■■■'b2

t

1.3

-0.008 si n25° 2

0.993

1.3

由式（7-17），叶片长度为:

R 2 -

P +P

b2 b1

sin

将各值代入式（3-4），得

1.3 0.8

sin

tan 0 eq

2

13 ON 0.9

93

丽

35

「0.8 0.45 0.9

85 sin25

J .04823

.10 0.5