轴流通风机翼型基础知识
通风机选型基础知识

第1章通风机选型基础知识风机是各个工业领域中不可缺少的设备,应用面极其广泛而且量大。
为使用风机的风机高效运行,首先要了解风机的特性,本章将着重叙述风机的基本知识。
1.1 通风机的分类1.1.1 按气流运动方向分类1.离心通风机气流进入旋转的叶片通道,在离心力作用下气体被压缩并沿着半径方向流动。
2.轴流风机气流轴向进入风机叶轮后,在旋转叶片的流道中沿着轴线方向流动的通风机。
相对于离心通风机,轴流通风机具有流量大、体积小、压头低的特点,用于有灰尘和腐蚀性气体场合时需注意。
3.斜流式(混流式)通风机在通风机的叶轮中,气流的方向处于轴流式之间,近似沿锥流动,故可称为斜流式(混流式)通风机。
这种风机的压力系数比轴流式风机高,而流量系数比离心式风机高。
1.1.2 按压力分类1.低压离心通风机风机进口为标准大气条件,通风机全压P tF≤1kPa的离心通风机。
2.中压离心通风机风机进口为标准大气条件,通风机全压为1k Pa<P tF<3kPa的离心通风机。
3.高压离心通风机风机进口为标准大气条件,通风机全压为3k Pa<P tF<15kPa的离心通风机。
4.低压轴流通风机风机进口为标准大气条件,通风机全压为P tF≤0.5kPa的轴流通风机。
5.高压轴流通风机风机进口为标准大气条件,通风机全压为0.5k Pa<P tF<15kPa的轴流通风机。
1.1.3 按比例大小分类比转速是指要达到单位流量和压力所需的转速。
1.低比转速通风机(n s=11~30)2.中比转速通风机(n s=30~60)3.高比转速通风机(n s=60~81)1.1.4按用途分类按通风机的用途分类,可分为引风机、纺织风机、消防排烟风机等。
通风机的用途一般以汉语拼音字头代表(有的企业以其它方式表示)。
轴流风机_精品文档

(3)动叶片可调的轴流式泵与风机,由于动叶片角度 可随外界负荷变化而改变,低负荷经济性高,因而 变工况时调节性能好,可保持较宽的高效工作区。
(4)噪声大,需加消声器。 综合技术性能优于离心式。
鉴于以上特点,目前国外大型电站普遍采用轴流式 风机作为锅炉的送、引风机,轴流式水泵作为循环 水泵。我国300MW以上的机组送、引风机及循环水 泵一般都采用轴流式。
由于风机在继续运行,管路中压力已降低到D点压力,从而 泵或风机又重新开始输出流量,对应该压力下的流量可以输 出达qvE,即由D点跳到 E点。
只要外界所需流量保持小于 qvK, 上述过程会重复出现,即发生喘 振。如果这种循环的频率与系统 的振动频率合拍,就要引起共振, 常造成泵或风机损坏 。
喘振现象的形成包含着2方面的因素:从内部来 说,取决于叶栅内出现强烈的突变性旋转失速; 从外部条件来说,又与管网容量和阻力特性有关。
节流调节:经济性很差,所以轴流式风机不采用这种调节方式。 进口调节:通过改变风机进口节流挡板的开度,增大、减小 风量来调节,效率较高,但调节性能差。 出口调节:通过改变风机出口节流挡板的开度,增大、减小 系统阻力来调节,效率差,安全性不高
变速调节:最经济的调节方式,但需要配置电机变频装置或液力 耦合器,电气谐波问题很突出,综合造价和运行维护费用也不低, 故现在运行业绩并不多。
的气流发生偏转,把气流由轴 向引为旋向进入,且大多数是 负旋向(即与叶轮转向相反), 这样可使叶轮出口气流的方向 为轴向流出。 后导叶在轴流式风机中应用最 广。气体轴向进入叶轮,从叶 轮流出的气体绝对速度有一定 旋向,经后导叶扩压并引导后, 气体以轴向流出。
导叶和叶轮
二、轴流式风机的叶轮理论
翼型升力原理:
如果喘振频率与系统振荡合拍,则产生共振,造成风机 或泵损坏不能正常工作。
轴流式风机的基本原理

轴流式风机的基本原理轴流风机,就是与风叶的轴同方向的气流(即风的流向和轴平行),如电风扇,空调外机风扇就是轴流方式运行风机。
轴流式风机的基本原理轴流式风机的常见例子是典型的台式风机。
之所以称为“轴流式”,是因为通过风机的空气不会改变方向,而是平行于风机轴流动。
轴流式风机通常用在流量要求较高而压力要求较低的场合。
轴流式风机叶片的工作方式与飞机的机翼类似。
但是,后者是将升力向上作用于机翼上并支撑飞机的重量,而轴流式风机则固定位置并使空气移动。
轴流式风机的横截面一般为翼剖面。
叶片可以固定位置,也可以围绕其纵轴旋转。
叶片与气流的角度或者叶片间距可以不可调或可调。
改变叶片角度或间距是轴流式风机的主要优势之一。
小叶片间距角度产生较低的流量,而增加间距则可产生较高的流量。
先进的轴流式风机能够在风机运转时改变叶片间距(这与直升机旋翼颇为相似),从而相应地改变流量。
这称为动叶可调(VP)轴流式风机。
轴流风机又叫局部通风机,是工矿企业常用的一种风机,安不同于一般的风机它的电机和风叶都在一个圆筒里,外形就是一个筒形,用于局部通风,安装方便,通风换气效果明显,安全,可以接风筒把风送到指定的区域.长林东风机根据轴流风机的特性做出以下分类:按材质分类:钢制风机、玻璃钢风机、塑料风机、PP风机,PVC风机,铝风机、不锈钢风机等等按用途分类:防爆风机、防腐风机、防爆防腐风机等类型。
按使用要求分类:管道式、壁式、岗位式、固定式、防雨防尘式、电机外置式等。
轴流风机用途:可用于冶金、化工、轻工、食品、医药及民用建筑等场所通风换气或加强散热之用.若将机壳去掉,亦可用做自由风扇,也可在较长的排气管道内间隔串联安装,以提高管道中的风压。
轴流风机特点:本系列风机具有结构简单,稳固可靠、噪声小、功能选择范围广等特点。
离心风机和轴流风机主要区别在于:1、离心风机改变了风管内介质的流向,而轴流风机不改变风管内介质的流向;2、前者安装较复杂3、前者电机与风机一般是通过轴连接的,后者电机一般在风机内;4、前者常安装在空调机组进、出口处,锅炉鼓、引风机,等等。
通风机轴流风机入门培训教材

技术工程部培训教材(仅限内部使用)通风机入门编制:技术工程部目录编前:本教材的适用对象为通风机初入门者。
为了容易理解,对许多问题的表述,使用了通俗的说法,可能因此而欠缺严谨。
如果希望系统地严谨地了解通风机的知识,请另行参阅有关书籍。
(风机手册,第二版主编:续魁昌)本教材要求结合公司的《产品目录册》和相关产品样本一起学习。
如果经常到展厅和现场对照产品实物,效果更好。
第一章风机常识一、通风机的概念二、通风机的分类和原理三、通风机产品的分类四、通风机的常见部件五、通风机的参数六、通风机的传动方式七、通风机的方向与角度八、通风机的基本定律九、风机的常见应用十、通风机安装时应注意的问题十一、风机常见故障十二、附:关于风轮平衡的常识第一章风机常识一、通风机的概念本节学习要求:建立对风机的初步概念风机是对气体压缩和气体输送的机械。
通风机只是风机的其中一种,其它的还有鼓风机、压缩机、罗茨鼓风机,但活塞压缩形式的空气机械并不是风机。
公司的风机是属于通风机类。
这类通风机,通俗地说,就是这样一种机械,它是处理气体流动问题的机械,它通过动力(如电机)引起的风轮(俗称风叶)的转动,带动并引导空气以一定的形式流动。
它做功的对象是空气,使空气获得一定的加速和压缩。
但它在对空气做功的时候,空气受作用前后的体积几乎没有变化,即空气的物理形态和温度几乎没有改变以致可以忽略其变化。
这一点,就是通风机与其它风机如鼓风机和压缩机的重要区别。
在我们通风机制造和应用行业,通常会把通风机简称为风机。
风机是通过这样的途径把功传递到空气的:电机——传动装置——风轮——空气。
所以,风机应该具备的结构是:电机、传动装置、风轮,当然,还有外壳。
电机是动力的来源,传动装置是动力的传送媒介,风轮是对空气做功的根本工具,外壳是空气流动的引导装置和机械的保护装置。
这就是概念性的风机最基本构成。
具体实际情况,风机的结构会比这些多,或少。
我们将在以后具体讨论。
二、通风机的分类和原理本节学习要求:初步了解风机的三种基本形式以及初步了解风机是如何工作的。
机翼型轴流风机的参数

机翼型轴流风机的参数机翼型轴流风机的参数,这个话题一提起来,很多人可能会觉得有点深奥,不过别担心,今天我们就轻松聊聊这个事儿。
大家知道风机的作用吧?它可不是单纯的把空气往外吹那么简单,哎,真是个小能手。
机翼型轴流风机,这名字听着就挺酷,是吧?它的设计就像飞机的机翼一样,能够有效地把空气推送出去,简直是空气的“小飞侠”。
说到参数,这个可是关键啊,直接关系到风机的效率和性能。
一般来说,我们常常关注的几个参数就是风量、风压和功率。
风量嘛,简单来说,就是单位时间内能送出多少空气,听上去就像是风机的“体力”一样,风量大,当然能干的活也多。
风压就有点复杂了,这就像是风机的“心脏”在给空气施加压力,压力越大,风能推得越远。
这就像你在打篮球,越用力,球飞得越远。
然后就是功率,这个就是风机工作的“马力”,功率越大,风机能做的事情就越多。
大家可能会问,这些参数怎么选呢?哎呀,这就得看你的实际需求了。
比如说,你要给一个大厂房通风,当然得选个风量大的风机;如果是小车库,那小风机就够用了,太大的反而浪费电。
除了这些基础参数,还有一些细节问题也不能忽视,比如风机的噪音。
这玩意儿可真是个“高音炮”,如果选的不合适,回头你家里人都受不了,成天被嗡嗡声轰炸。
再说说风机的材质,很多人可能不知道,风机可不是随便用材料做的。
一般来说,铝合金的风机轻巧又耐用,铁的就结实,但有点重,像是个“沉重的朋友”。
此外,风机的维护也是个大问题,定期清理,才能让它保持最佳状态,就像你的爱车,平时也得保养,才能跑得快嘛。
咱们也得考虑到风机的安装问题,这可不是随便放个地方就行。
得选个合适的位置,让风能顺畅流动,千万别把它放在墙角,那样就跟自己给自己设了个“障碍”。
这风机嘛,最怕的就是不通畅,反而成了个“摆设”,说得不客气点,真是“白花钱”了。
调试也是个关键环节,千万别小看这个步骤,调试不当,风机的性能就打折扣了,别到时候后悔。
说到这里,大家有没有觉得机翼型轴流风机其实还挺有趣的?它就像是一个无声的伙伴,默默地为我们的生活提供便利,想想看,没了它,日常生活可能就成了一场“无风的盛宴”。
通风机基础知识(培训用)

通风机基础知识(培训⽤)风机基础知识⼀、风机的分类(按出⼝压⼒)1、通风机通常指⼤⽓压为101325Pa,⽓温为20°C时,出⼝全压为15000Pa。
2、⿎风机指出⼝压⼒为116000~350000Pa。
(绝压)3、压缩机指出⼝压⼒⼤于350000Pa。
(绝压)⽤于供暖、通风、空调的风机,全压通常不超过3000Pa,我们所提供的风机属于通风机范畴,即通常所说的空调风机及⼯程风机。
⼆、基本术语:标准状态空⽓——空⽓在20℃和压⼒101325Pa,湿度50%,质量密度1.2Kg/m3的空⽓。
静压Ps——⽓流中某⼀点或充满⽓体的空间某点的绝对压⼒与⼤⽓压⼒的压差,没有⽅向性,与速度⽆关,是⽓流中潜能的量度。
为正值~负值。
单位Pa(N/m 2).动压Pd——动压是将⽓体从零速度加速到某⼀速度所需的压⼒,与⽓流的动能成正⽐。
动压只作⽤于⽓流⽅向,是正值。
动压Pd=ρV2/2其中V是⽓流速度,单位m/s。
单位Pa.全压Pt——静压与动压的代数和。
是⽓流中存在的全部能量的量度。
单位Pa。
Pt=Ps+Pd三、风机术语及参数:⽓体体积流量Qv(⽴⽅⽶/秒)——通常指标准状态下的风机进⼝流量。
风机全压升Pt(Pa)——风机出⼝平均全压和风机进⼝平均全压的代数差。
是风机对⽓体施加的总机械能的量度。
风机静压升Ps——风机全压减去风机出⼝平均⽓流速度相当的动压,是⽓体克服管道阻⼒所需要的能量。
通风机效率——ηr是风机输出能量与输⼊能量之⽐。
ηr= Q×Pt×k/(1000×N r)通风机整机效率——ηe是风机输出能量与整机输⼊能量之⽐。
ηe= Q×Pt×k/(1000×N e)式中:Q为流量(⽴⽅⽶/秒); Pt为全压(Pa);k为压缩性系数;N r为内功率;N e为轴功率;k为压缩性系数,通常情况下空调风机及⼯程风机不考虑,即k取1。
风机的噪声:,⼀般⽤声功率级及倍频程声功率级,单位dB(分贝)常⽤A计权噪声级表⽰,dB(A)(分贝),A计权噪声压级⽐较符合⼈⽿感知的噪声。
轴流风机运行知识

压 头
a′ b′
b a
° °
°
°
°° °
°
° °
流量
图4-2-13 并联运行工况变化与失速过程(定流量运行)
抢风现象
如图4-2-14,轴流风机“S”形区段(驼峰形区段 )成为曲线Ⅲ的∞字形区域。风机如果在∞字形 区域运行,便会出现一台轴流式风机的流量很大 ,而另一台轴流式风机的流量很小。此时,若开 大输送流量小的轴流风机的调节装置或关小输送 大流量轴流风机的调节装置,则原来输送大流量 的轴流风机会突然跳到小流量工作点上运行,而 原来输送小流量的轴流风机会突然跳到大流量工 作点上运行。这样两台风机不能稳定的并联运行 ,就会发生“抢风”现象。在两台风机并联运行时 ,为了避免抢风现象的发生,要求风机的工作点 不要落在∞字形区。
旋转脱流发生在风机Q-H性能曲线峰值以左的整 个不稳定区域;而喘振只发生在Q-H性能曲线向 右上方倾斜部分。
旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气 流情况等因素,与风道系统的容量、形状等无关。
风机在喘振时,风机的流量、全压和功率产生脉动 或大幅度的脉动,同时伴有明显的噪声,有时甚至 是高分贝的噪声,甚至损坏风机与管道系统。所以 喘振发生时,风机无法运行。
当气流与叶片进口形成正冲角时,随着冲角的增大, 在叶片后缘点附近产生涡流,而且气流开始从上表 面分离。当正冲角超过某一临界值时,气流在叶片 背部的流动遭到破坏,升力减小,阻力却急剧增加, 这种现象称为“旋转脱流”或“失速” (图4-26 ) ,如果脱流现象发生在风机的叶道内,则脱流 将对叶道造成堵塞,使叶道内的阻力增大,同时风 压也随之而迅速降低。
图4-3-4 送风机性能曲线
图4-3-5 一次风机性能曲线
启动前的检查 检查与风机启动有关的润滑油系统、冷却水系统、 液压油系统、一些保护和联锁装置、监测装置投 入运行。
1通风机基础知识与轴流式构造

二、通风机的性能参数
通风机的主要工作参数有:流量、压头、 功率、效率和转速等。 1.流量Q 通风机的流量:单位时间内通风机排 出的气体体积称为通风机的风量,单位 为m3/s、m3/min。 2.压头p 通风机全压:单位体积气体在通风机 所获得的能量称为全压,单位为Pa。
3.功率N 通风机的功率又有轴功率和有益功率之分, 单位为W。 1)轴功率N:原动机通风机轴上的功率通 风机的轴功率。 2)有益功率Na:单位时间气体自风机所获 得的有用能量叫通风机的有益功率。
通风机性能参数的监测
通风机 通风机装置ห้องสมุดไป่ตู้ 通风机设备
三、轴流式通风机构造
1 轴流式通风机的主要结构组 成及作用
2. 2K60系列轴流式通风机
3. GAF型轴流式通风机
GAF型轴流式通风机是引进原西德 TLT公司的技术制造的,其整体结构与日 本的MFA型类似 . 该通风机的叶片为锻铝材质,制作 精良。主风筒内壁衬铜板,以提高通风 机运行的安全性,并提高通风机的性能。 可以说,该通风机是目前国内制作最精 良的通风机。
4.对旋轴流式通风机
对旋轴流式通风机在结构上主要由 两级叶轮及相应电机组成。两叶轮分别 由各自的电动机拖动,转动方向相反, 两级转子扭矩大小相等,方向相反,受 力自动平衡,底座不需紧固。 风机没有导叶片,而后级叶轮担当 着中导叶、动叶片和后导叶的三重功能。 但这只能在理想情况下才能实现。
对旋式通风机叶片流动分析
Qp Na kW 1000
4.效率η 有益功率与轴功率之比值,称为涡轮机效 率。
Qp 1000 N
5.转速 它是指涡轮机轴每分钟的转数。单位为rpm。
通风机性能参数的定义 通风机的全压p:通风机出口入全压p2与入口处 全压p1之差。 通风机的动压pd:是指通风机的出口处的动压 pd2。 通风机的静压pst:是通风机的全压与通风机的 动压之差。即 pst=p-pd 在抽出式通风条件下,通风机静压、矿井负压、 通风机入口全压三者之关系: 风机静压=矿井负压=通风机入口处全压
轴流风机理论基础

1. 翼型几何参数 翼型是沿主气流的流动方向上叶片横截面的几何形状。在轴流通风机中,叶片的翼型有 机翼型及圆弧板翼型等。常用的机翼型叶片可分为两种:翼型下表面是平的或接近于平的; 翼型中线是弧形的。 翼型中线——翼型轮廓线的各内切圆的中心连线,称为翼型中线,如图 2-2a 中的虚线 所示。在轴流通风机中,翼型中线可以是单圆弧、双圆弧或近似的 抛物线,不过通常多采用 单圆弧作为翼型中线。
、 ——分别为进、出口截面上的气体密度,单位为 kg/m3;
1
2
c 1 、 c 2 ——分别为进、出口截面上气体的平均速度,单位为 m/s。 通风机出口截面上气体的动压,定义为通风机的动压,用符号 p dF 表示,即
c2
p 2
dF
2
2
(2-2)
通风机的全压与通风机的动压之差,定义为通风机的静压,用符号 p sF 表示
图 2-3 孤立翼型上的作用力
a)气流流过翼型的流线 b)翼型表面上气流作用力的分布 c)气流作用在翼型上的作用力 R 、
阻力 R x 和升力 R y
12
如按图 2-3 所示,翼型前未受翼型干扰处的气流对于翼型的相对速度为 w ,压力为 p ,
气流冲角为 ,根据空气动力学的理论和实验研究,单位长度孤立翼型的升力 R y 和阻力 R x
(2-13)
sF sF in me
(2-14)
其中 称为通风机的机械效率,它是表征通风机轴承损失和传动损失好坏的主要指标。表 me
2-1 列出了在通风机不同传动方式时的机械效率选用值,可供设计者参考。
传动方式
表 2-1 不同传动方式时的机械效率
轴流以及离心风叶的一些基础知识

轴流以及离心风叶的一些基础知识一、风机的性能参数1、风机工作性能参数风机的工作性能参数(或称为有因次性能参数)包括风压、风量、功率、效率与转速等。
(1)风压: 风机风压系指全压H, 单位为Pa, 它是单位体积的气体流过风机叶轮时所获得的能量增量。
它等于风机的静压Hs与动压Hv之和。
一般通风机在较高效率范围内工作时, 其动压约占全压的10~20% 左右。
(2)风量: 指通风机在单位时间内所输送的气体体积。
风机说明书中的风量与风压, 一般均指标准气态下(即大气压力为760mmHg, 温度为20℃, 湿度为50%, 密度为1.2kg/m3 )的数值。
风量单位常用有m3 /s , m3 / min , m3 / h 。
(3)功率: 单位时间内所做的功, 单位 kw(千瓦)。
风机的功率可分为:全压有效功率──指单位时间内通过风机的空气所获得的实际能量, 它是风机的输出功率, 也称为空气功率。
静压有效功率──指单位时间内通过风机的空气所获得的静压能量。
它是全压有效功率的一部分。
轴功率──电动机传递给风机转轴上的功率。
也就是风机的输入功率。
电机功率──考虑了传动机械效率和电机容量安全系数后, 电动机的功率。
(4)效率: 表明风机将输入功率转化为输出功率的程度。
分为全压效率(也称为空气效率或总效率)和静压效率。
(5)转速: 系指风机叶轮每分钟的转数, 单位为转/ 分。
风机转速改变时, 风机的流量、风压和轴功率都将随之改变。
2、同类型风机性能的关系风机性能也可用无因次的流量系数, 压力系数和功率系数来表示。
这些无因次性能参数(也称无因次系数)的换算公式是由相似理论推导出来的。
同一类型的风机相似(包括几何相似, 运动相似和动力相似), 因此, 同一类型风机的无因次性能参数相等。
即式中α、β、γ——分别为流量系数、压力系数、功率系数,无因次;ρ——空气密度,kg/m3;D——风机的叶轮外径,m;U——叶轮周边切线速度,m/s;H——风机的风压,Pa;Q——风机的风量,m3/s。
轴流式风机培训材料..

轴流式风机培训材料一、轴流式风机工作原理:系统管道中气流经风机进气箱改变方向,经集流器收敛加速后流向叶轮,电动机的动力通过叶轮旋转将气流向后挤推,气流由轴向运行改变成螺旋运动并得到动能与加速,动叶的安装角度可无级调节,此调节可改变风量、风压,满足工况变化的需求;从叶轮流出的气流经后导叶转为轴向流动,在扩压器中,气流部分动压转换成静压,后流至系统满足运行要求,从而完成风机出力的工作过程。
轴流式风机总图二、主要部件:轴流式风机(带电动机)主要部件:电动机、钢结构件(定子)、钢结构连接件、转子、中间轴和联轴器、供油装置、测量仪表、消声器和隔声装置。
2.1、钢结构件:分为带整流罩的风机机壳及后导叶;带护轴管的进气箱;主轴承座(在整流罩中);扩压器;膨胀节、活节及管路系统等。
2.1.1、风机机壳:机壳具有水平中分面,上半可以拆卸,便于叶轮的装拆和维修。
在机壳出口部分为整流导叶环,固定式的整流导叶焊接在它的通道内,整流导叶和机壳以垂直法兰用螺栓联接。
2.1.2、进气箱:为钢板焊接结构,它装置在风机机壳的进气侧。
在进气箱中的中间轴放置于中间轴罩内。
电动机一侧的半联轴器,用联轴器罩防护。
2.1.3、主轴承箱:通过高强度螺钉与风机机壳下半相连,并通过法兰的内孔保证中心对中。
此法兰为一加厚的刚性环,它将力(由叶轮产生的径向力和轴向力)通过风机底脚可靠地传递至基础,2.1.4、扩压器:带整流体的扩压器为钢板焊接结构,它布置在风机机壳的排气侧。
2.2、钢结构连接件:为防止风机机壳的振动和噪声传递至进气箱和扩压器以至管道,因此进气箱和扩压器通过挠性联接(围带)同风机机壳相连接。
在进气箱的进气端和扩压器的排气端均设有挠性膨胀节与管道相连,用以阻隔风机与管道的振动相互传递。
2.3、中间轴和联轴器:风机转子通过风机侧的半联轴器、电机侧的半联轴器和中间轴与驱动电机连接。
2.4、转子:风机转子由叶轮、叶片、整体式轴承箱和液压调节装置组成。
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轴流通风机翼型基础知识培训
机翼型理论:飞机机翼的横截面(机翼的截面形状都为三角形)的形状使得从机翼上表面流过的空气速度大于从机翼下表面流过
的空气速度。
这样机翼上表面所受空气的压力就小于机翼下表面所受空气压力。
这个压力差就是飞机的上升力,上下面的弧度不同造成它们产生的气压不同,所以产生了向上的升力。
工作原理:气体以一个攻角进入叶轮,在翼背(工作面)上产生一个升力,同时必定在翼腹(非工作面)上产生一个大小相等方向相反的作用力,使气体排出叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。
与此同时,风机进口处由于差压的作用,使气体不断地吸入。
对动叶可调轴流式风机,攻角越大,翼背的周界越大,贝U升力越大,风机的压差就越大,而风量越小。
当攻角达到临界值时,气体将离开翼背的型线而发生涡流,导致风机压力大幅度下降而产生失速现象。
轴流式风机中的流体不受离心力的作用,所以由于离心力作用而升高的静压能为零,因而它所产生的能头远低于离心式风机。
故般适用于大流量低扬程的地方,属于高比转数范围
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第一章通风机中的伯努利原理和翼型升力
第一节伯努利原理
飞机机翼地翼剖面又叫做翼型,一般翼型的前端圆钝、后端尖锐,上表面拱起、下表面较平,呈鱼侧形。
前端点叫做前缘,后端点叫做后缘,两点之间的连线叫做翼弦。
当气流迎面流过机翼时,流线分布情况如图2。
原来是一股气流,由于机翼地插入,被分成上下两股。
通过机翼后,在后缘又重合成一股。
由于机翼上表面拱起,是上方的那股气流的通道变窄。
根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知,机翼上方的压强比机翼下方的压强小,也就是说,机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大,这个压力差就是机翼产生的升力。
图2-气流从机翼上下方流过的情况
通风机叶片翼剖面又叫做翼型,一般翼型的前端(进气)圆钝、后端尖锐,上表面
拱起、下表面较平,呈鱼侧形。
前端点叫做前缘,后端点叫做后缘,两点之间的连线叫做翼弦。
当气流迎面流过机翼时,流线分布情况如图2原来是一股气流,由于机翼地插入,被分成上下两股。
通过机翼后,在后缘又重合成一股。
由于机翼上表面拱起,是上方的那股气流的通道变窄。
根据气流的连续性原理和伯努利定理可以得知,机翼上方的压强比机翼下方的压强小,也就是说,机翼下表面受到向上的压力比机翼上表面受到向下的压力要大,这个压力差就是机翼产生。
机翼产生升力的原理,公认的说法是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。
飞机向前飞行得越快,机翼产生的气动升力也就越大。
两牛複此的压厦据产生闻上的升力
图3-气流从机翼上下方流过情况
英国剑桥大学教授Holger Babinsky 研究发现,现有的解释可能是重要的误解。
他用最简单的办法来重新诠释,录制了这个一分钟的视频。
从气流的形状来看,机翼上下表面的压力差与曲面的形状有关,较为弯曲的表面能产生较高的压力。
这也是为什么操纵帆船时,只需略微弯曲船帆就能改变速度。
简单说,机翼的升力应该与曲率相关,而不是(行驶)距离。
图4-气流从机翼上下方流过视频截图
第二节翼型各部分名称
翼型的各部分名称如图5所示。
翼弦是翼型的基准线,它是前缘点同后缘点 的连
线。
中弧线是指上弧线和下弧线之间的内切圆圆心的连线
中弧线最大弯度用中弧线最高点到翼弦的距离来表示。
在一定的范围内,弯
度越大,升阻比越大。
但超过了这个范围,阻力就增大的很快,升阻比反而下降。
中弧线最高点到翼弦的距离一般是翼弦长的 4%- 8%中弧线最高点位置同机翼上 表面边界层的特性有很大关系。
翼型的最大厚度是指上弧线同下弧线之间内切圆 的最大直径。
一般来说,厚度越大,阻力也越大。
而且在低雷诺数情况下,机翼 表面容易保持层流边界层。
因此,高速高压力采用较薄的翼型。
翼型最大厚度一 股是翼弦的6%、8%。
翼型最大厚度位置对机翼上表面边界层特性也有很大影 响。
翼型前缘半径决定了翼型前部的“尖”或“钝”,前缘半径小,在大迎角下 气流容易分离,使风机的稳定性变坏易喘振, 前缘半径大对稳定性有好处,但阻 力又会增大。
第三节翼型种类
常用翼型有对称、双凸、平凸、凹凸等几种,如图 6所示
对称翼型的中弧线和翼弦重合,上弧线和下弧线对称。
这种翼型阻力系数比 较小,
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图5-翼型的各部分名称
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凹凸■螯;
图6-常用的通风机翼型
但升阻比也小。
常用有NACA6501系列、C4翼型。
属叶栅翼型,一般用于高压力轴流风机(超音速)导叶。
双凸翼型的上弧线和下弧线都向外凸,但上弧线的弯度比下弧线大。
这种翼型比对称翼型的升阻比大。
一般为NACA3位数系列、NACA6系列翼型与GA(W)属孤立翼型,一般用于低压力轴流风机(亚音速)。
平凸翼型的下弧线是一条直线。
这种翼型最大升阻比要比双凸翼型大。
凹凸翼型的下弧线向内凹入。
这种翼型能产生较大的升力,升阻比也比较大。
代表有RAF 6E CLARK Y葛廷根与LS翼型。
属孤立翼型,通风机中应用较多。
凹凸翼型的下弧线向内凹入。
这种翼型能产生较大的升力,升阻比也比较大。
常用有前苏联二&「丄、F族翼型。
属叶栅翼型,一般用于高压力轴流风机(超音速)动叶及导叶。
平板和圆弧板翼型,由德国葛廷根大学提出。
属孤立翼型,适用于简单结构的低成本、低效率轴流风机。
第四节失速原理
图7-气流在机翼上表面分离
在机翼迎角较小的范围内,升力随着迎角的加大而增大。
但是,当迎角加大到某个值时,升力就不再增加了。
这时候的迎角叫做临界迎角。
当超过临界迎角后,迎角再加大,阻力增加,升力反而减小。
这现象就叫做失速。
产生失速的原因是:由于迎角的增加,机翼上表面从前缘到最高点压强减小
和从最高点到后缘压强增大的情况更加突出。
当超过临界迎角以后,气流在流过机翼的最高点不多远,就从翼表面上分离了,在翼面后半部分产生很大的涡流见图7,造成阻力增加。
第五节人工扰流方案
图8-人工扰流方案
要推迟失速的发生,就要想办法使气流晚些从机翼上分离。
机翼表面如果是层流边界层,气流比较容易分离;如果是絮流边界层,气流比较难分离。
也就是说,为了推迟失速,在机翼表面要造成絮流边界层。
一般来说,雷诺数增大,机翼表面的层流边界层容易变成絮流边界层。
第二章机翼阻力
擦阻力:当空气流过机翼表面的时候,由于空气的粘性作用,在空气和机翼表面
之间会产生摩擦阻力。
如果机翼表面的边界层是层流边界层,空气粘性所引起的摩擦阻力比较小,如果机翼表面的边界层是紊流边界层,空气粘性所引起的摩擦阻力就比较大。
为了减少摩擦阻力,可以减少模型飞机同空气的接触面积,也可以把模型飞机表面做光滑些。
但不是越光滑越好,因为表面太光滑,容易保持层流边界层,而层流边界层的气流容易分离,会使压差阻力大大增加。
压差阻力:一块平板,平行于气流运动阻力比较小,垂直于气流运动阻力比较大
, 如图
9所示。
因为这种阻力是由于平板前后存在压力差而引起的,所以,我们把 这种阻力叫做压差阻力。
如果进行进一步的研究,可以看到,产生这个压力差的 根本原因还是由于空气的粘性。
压差阻力同物体的形状,物体在气流中的姿态以及物体的最大迎风面积等有 关,其
中最主要的是同物体的形状有关。
如果在那块垂直于气流的平板前面和后 面都加上尖球形的罩,成为流线型的形状,见图 10,它的压差阻力就可大大减 小,有的可减小90%。
所以,一般模型飞机的部件都采用流线型的。
在通常的情况下,机翼的阻力主要就是压差阻力和摩擦阻力。
它们的和几乎 就是
总的阻力,叫做翼型阻力。
但是,这两种阻力在总阻力中所占的比例随物体 形状的不同而有所变化。
对于流线型好的物体摩擦阻力是主要的, 对于流线型不 好的物体,压差阻力是主要的,如图10。
图10-采用流线型可减小阻力 单纯的课本内容,并不能满足学生的需要,通过补充,达到内容的完善
教育之通病是教用脑的人不用手,不教用手的人用脑,所以一无所能。
教育革命的对策是手脑联盟,结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。
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图9-平板的压差阻力
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