軸流風機葉片角度怎么計算：一種軸流風機葉片安裝角度獲得方法與流程

　　本發(fā)明屬于鐵路、公路隧道建設工程

　　技術領域：

　　，尤其屬于高海拔鐵路、公路隧道通風工程建設

　　技術領域：

　　，特別涉及高海拔鐵路、公路隧道施工通風設計技術。

　　背景技術：

　　：隨著我國交通網(wǎng)的逐漸完善，高海拔鐵路、公路隧道的數(shù)量迅速增多，高海拔隧道建設工程中的通風設備優(yōu)化問題日益受到國內各界的關注。目前，國內高海拔隧道施工中，選用的通風設備多為軸流風機，與平原地區(qū)相比，高海拔地區(qū)的空氣密度相對低，軸流風機的有效功率會降低，從而導致通風效果降低。保證軸流風機的有效功率是隧道施工安全的基礎和關鍵。通過對國內外資料的調研發(fā)現(xiàn)，國內外研究學者主要針對軸流風機的結構幾何參數(shù)進行研究改進，從而達到增大軸流風機有效功率的效果，而對于軸流風機在高海拔地區(qū)是否適用或滿足功率要求，目前采取的是現(xiàn)場測試的方法，有時需進行反復多次的改進和測試，費時費力。因此，快速有效的預測高海拔地區(qū)軸流風機的結構參數(shù)可以節(jié)省成本，減少不必要的人力物力的浪費。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明針對現(xiàn)有高海拔隧道施工中軸流風機有效功率降低現(xiàn)象，提出一種通過獲得軸流風機葉片最優(yōu)安裝角來滿足高海拔地區(qū)軸流風機有效功率要求的方法。本發(fā)明可以通過以下技術方案實現(xiàn)：軸流風機葉片安裝角度獲得方法，其特征在于包括以下方法：(1)選定軸流風機型號，提取其基本的結構參數(shù)，利用FLUENT前處理軟件GAMBIT建立不同安裝角的風機模型，并分別導入FLUENT軟件中；(2)獲得不同海拔高度空氣質量密度，分別輸入FLUENT軟件中，模擬計算得到各海拔高度條件不同安裝角情況下，風機的有效功率P與安裝角θ的關系曲線；(3)對步驟(2)得到的曲線進行擬合，得到各海拔高度該軸流風機型號風機的有效功率P與安裝角θ的計算公式；(4)根據(jù)工程實際功率需要，利用步驟(3)計算式獲得風機的安裝角。本發(fā)明軸流風機葉片安裝角度獲得方法具體包括以下步驟：步驟一、選定軸流風機型號，提取其基本結構參數(shù)；步驟二、根據(jù)步驟一選擇的風機基本結構參數(shù)，利用FLUENT前處理軟件GAMBIT進行葉輪幾何模型的建立；首先在GAMBIT中將風機葉片模型建立起來，隨后在其基礎上依次建立電機、支架、風筒形成軸流風機的整體結構模型；步驟三、利用FLUENT軟件對不同海拔、風機葉片不同安裝角度進行組合計算，包括：(1)在GAMBIT中建立葉片不同安裝角的軸流風機模型；(2)將(1)建立的模型導入FLUENT中，設置計算時的初始邊界條件，包括氣流入口、氣流出口、風筒內壁、電機、支架、過渡面、葉片、風機段、入口風量、出口段，并劃分網(wǎng)格；(3)分別計算不同海拔高度的空氣密度和氣壓，并將其設置為風機入口處的空氣密度和氣壓后進行計算。(4)提取各個工況計算結果中風機出口的全壓，根據(jù)初設的風機流量可以得出風機的有效功率；Pe＝△p.Q，其中Pe為風機有效功率，△p為風機出口全壓，Q為風機流量；(5)繪制同一海拔高度時，風機有效功率與葉片安裝角之間的關系曲線，并擬合曲線，得到關系計算式；步驟四、根據(jù)所選軸流風機所在海拔高度，重復以上步驟一、二、三，即可獲得該海拔情況下，風機不同葉片安裝角的有效功率，確定風機的安裝角。所述步驟三中風機葉片不同安裝角度分別選取20°、22°、24°、26°、28°進行計算。本發(fā)明具體選取軸流風機型號SDZ260-8P進行模擬，得到的模型計算式包括：(1)海拔為0m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值：P0＝3.7182θ+57.592(2)海拔為1000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值：P1000＝3.6024θ+55.807(3)海拔為2000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值：P2000＝3.5457θ+45.378(4)海拔為3000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值：P3000＝2.992θ+41.809(5)海拔為4000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值：P4000＝2.4818θ+38.532(6)海拔為5000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值：P5000＝2.2292θ+34.636其中：P為軸流風機有效功率，單位kW；θ為軸流風機葉片安裝角，單位度。本發(fā)明中采用FLUENT及其前處理軟件GAMBIT。FLUENT軟件是目前國際上流行的商業(yè)計算流體力學(CFD)軟件，只要涉及流體、熱傳遞及化學反應等的工程問題，都可以用FLUENT進行求解。GAMBIT是一款幫助計算流體力學軟件建立模型并劃分網(wǎng)格的前處理軟件。GAMBIT通過其用戶界面(GUI)能夠簡單、直接地建立模型、網(wǎng)格化模型、指定模型區(qū)域大小等。本發(fā)明通過利用數(shù)值模擬的方法，對高海拔地區(qū)的軸流風機有效功率進行計算，得出一種高海拔地區(qū)軸流風機葉片安裝角度的預測方法。提出一種基于數(shù)值模擬的高海拔隧道施工通風中軸流風機葉片安裝角的確定方法。本發(fā)明利用流體力學計算軟件FLUENT及其前處理軟件GAMBIT，進行軸流風機不同葉片安裝角θ模型的建立，輸入不同海拔H的環(huán)境參數(shù)，設定入口風量Q，進行高海拔軸流風機運行狀況的組合模擬計算。提取不同海拔，不同安裝角的風機出口風壓ΔP，計算出對應軸流風機的有效功率Pe。提取不同海拔情況下，軸流風機有效功率隨葉片安裝角變化的數(shù)值，并進行作圖，線性擬合并給出計算公式式(Pe-θ)。在實際應用中，根據(jù)工程情況，選擇軸流風機要求的有效功率，帶入對應的海拔高度計算式中，計算得到該軸流風機在該海拔情況下，能夠滿足有效功率的最小安裝角。由于本發(fā)明只給出了部分海拔，功率與葉片安裝角的關系計算式，因此，可以首先計算與實際工程的海拔高度相鄰的兩個海拔高度時軸流風機的葉片安裝角，然后進行線性內插或者線性延伸的方法，得到所需海拔高度的軸流風機的葉片安裝角的預測值。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用數(shù)值模擬計算和模型，得出了軸流風機葉片安裝角的獲得方法，經(jīng)現(xiàn)場測評，得出的結果與現(xiàn)場實際情況相符。本發(fā)明解決了施工方以往不斷進行現(xiàn)場試驗確定軸流風機葉片安裝角的復雜問題，得到的結果準確可靠，最大限度地實現(xiàn)了經(jīng)濟、合理、高效、便捷。附圖說明圖1軸流風機平面布置示意圖；圖2軸流風機平面尺寸示意圖；圖3軸流風機風筒切面圖；圖4軸流風機葉片整體示意圖；圖5軸流風機葉片整體另一示意圖；圖6軸流風機葉片尺寸示意圖；圖7軸流風機葉片建模示意圖；圖8軸流風機整體建模示意圖；圖9海拔0m時，軸流風機有效功率隨安裝角變化圖；圖10海拔1000m時，軸流風機有效功率隨安裝角變化圖；圖11海拔2000m時，軸流風機有效功率隨安裝角變化圖；圖12海拔3000m時，軸流風機有效功率隨安裝角變化圖；圖13海拔4000m時，軸流風機有效功率隨安裝角變化圖；圖14海拔5000m時，軸流風機有效功率隨安裝角變化圖。圖中，1是入口段；2是風機段；3是出口段；4是集流器；5是電機；6是擴散筒；圖10至圖14中，橫坐標表示安裝角θ，單位度；縱坐標表示有效功率P，單位kw。具體實施方式下面通過實施例對本發(fā)明進行具體的描述，實施例只用于對本發(fā)明進行進一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的技術人員根據(jù)本發(fā)明的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明首先選用SDZ260-8P型軸流風機，平面布置圖如圖1所示，提取其基本的結構參數(shù)(主要是葉片截面數(shù)據(jù))，包括：風筒直徑、長度，支架的位置、尺寸，葉片輪轂半徑、安裝角范圍、葉型弦長、葉型厚度、葉片數(shù)等，SDZ260-8P型軸流風機基本結構參數(shù)如圖2、3、4、5所示。利用FLUENT前處理軟件GAMBIT進行風機模型的建立。前期建模，分別建立葉片安裝角為20°、22°、24°、26°、28°的風機模型，葉片模型如圖6所示，風機整體模型如圖7所示。然后導入FLUENT軟件之中，進行網(wǎng)格的劃分，邊界條件的設置包括：氣流入口(風機進口質量流量)、氣流出口(設風機出口靜壓為大氣壓力)、風筒內壁、電機、支架(無滑移固壁邊界條件)、過渡面(利用unite命令將入口段、風機段、出口段連接成一個整體)、葉片(旋轉壁面條件)、風機段(此段設為fluid，先設定氣流的方向，然后流體結構設為MovingReferenceframe結構，轉速可根據(jù)實際的風機轉速設定，但要注意方向)、入口段、出口段(兩段的邊界條件可取默認值，軟件默認他們?yōu)镾tationary，即相對靜止結構)。根據(jù)SDZ260-8P型軸流風機廠家出廠建議，將風機入口風量設定為120m3/s。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式可以求得空氣密度與海拔高度的關系：式中：ρH——海拔高度為H時的空氣密度，kg/m3；ρ0——標準狀態(tài)下空氣密度；H——海拔高度，m；T0——絕對溫度，273K；α——空氣溫度梯度，約為0.0065K/m。根據(jù)氣體狀態(tài)方程式可以得到不同海拔高度標準大氣的相關參數(shù)如下表所示。海拔H(m)溫度T(K)壓力(Pa)ρ(kg/m3)0288.21.0133×1051..70...20...70...20...70..7364設置好所有的初始條件之后，利用FLUENT軟件，對軸流風機模型進行計算，分別對安裝角為20°、22°、24°、26°、28°和海拔為0m、1000m、2000m、3000m、4000m、5000m進行組合計算，提取30種工況下的風機出口全壓△P。根據(jù)風機有效功率計算式：Pe＝△p.Q(Pe為風機有效功率，△p為風機出口全壓，Q為風機流量)。分別提取海拔為0m、1000m、2000m、3000m、4000m、5000m時，風機效率與葉片安裝角。分別在EXCEL中對其進行描點、繪圖，后期對散點圖進行線性擬合，并給出計算式：(1)海拔為0m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值(圖9：P0＝3.7182θ+57.592(2)海拔為1000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值(圖10)：P1000＝3.6024θ+55.807(3)海拔為2000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值(圖11)：P2000＝3.5457θ+45.378(4)海拔為3000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值(圖12)：P3000＝2.992θ+41.809(5)海拔為4000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值(圖13)：P4000＝2.4818θ+38.532(6)海拔為5000m時，風機有效功率P隨安裝角θ變化值(圖14)：P5000＝2.2292θ+34.636其中P為軸流風機有效功率(kW)，θ為軸流風機葉片安裝角(°)。以上述6個計算式為基礎，根據(jù)軸流風機所在的實際海拔高度，選取兩個相鄰的計算式，進行葉片安裝角的計算，將計算結果根據(jù)實際海拔高度進行線性內插，得到軸流風機實際的葉片安裝角預測值。當前第1頁1 2 3 

軸流風機葉片角度怎么計算：關于軸流主風機靜葉角度問題求解！海川化工論壇

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軸流風機葉片角度怎么計算：軸流式風扇葉的功能及角間距的計算方法

　　改進式軸流風扇葉能有效克服現(xiàn)有技術的缺點，便于堆放，防止碰撞，達到方便包裝、運輸和儲存的目的，風扇葉包括輪轂、葉片和位于輪轂內的中間板。

　　轂的一端為前模轂端，另一端為后模轂端，前后模轂端均為圓柱形，其特征在于輪轂的前模轂端內腔為倒“凸”形，輪轂的后模轂端類似于“凸”形，轂的端部由在凸頭和外圈平臺上，在凸頭的軸向端部，有多個卡槽沿圓周均勻分布。

　　凹槽軸向長度大于軸向凸頭的長度，輪轂端部的內腔具有內環(huán)平臺，內環(huán)平臺具有沿內腔表面呈弧形的舌片，后模轂端部凸頭插入前模內腔的輪轂端部配合內圈平臺支撐，前模輪轂端部由外圈平臺配合支撐。

　　當軸流風扇葉疊放時，兩個相鄰的軸流風機葉片和一個軸流風機葉片位于輪轂后，模具輪轂端的凸頭插入前模具輪轂端的內腔，后模具輪轂端的凸頭插入內部前模輪轂端部的型腔支撐內圈平臺。

　　當風扇葉以相等角度分開時，會出現(xiàn)一系列諧波共振現(xiàn)象，并且一系列諧波的頻率對應于葉片通過頻率的整數(shù)倍，該頻率對應于風扇每秒轉數(shù)和葉片數(shù)的乘積，這些共振現(xiàn)象會產(chǎn)生噪聲，可能會干擾人的聽力。

　　盡管噪聲引起的不適主要是主觀的，但是有兩個因素會影響聲音的干擾：聲壓級(即噪聲的強度)和噪聲的音高分布，因此，如果噪聲的音調分布將其與背景噪聲區(qū)分開，那么即使是強度較低的噪聲也可能令人討厭。

　　提供一種用于計算軸流式風扇葉之間的角間距的方法，該方法在噪聲方面，特別是在噪聲的意義上，被轉換為改進的風扇類型的實現(xiàn)方法，以使產(chǎn)生的噪聲成為可能。

　　通過計算不同頻率處的聲音強度值的積分(總噪聲)，在不等角度的葉片情況下產(chǎn)生的噪聲大約等于在等角度間隔的葉片情況下產(chǎn)生的噪聲，但是，噪聲的不同音高分布使聲音舒適度更高。

軸流風機葉片角度怎么計算：軸流風機葉片角度，一般是什么角度的

　　軸流風機葉片角度：風機葉片角度如何確定

　　風力發(fā)電機葉片的個數(shù)是您可以自己進行選定的，現(xiàn)在風力發(fā)電機葉片主要是2或3個。而軸流風機葉片角度，首先要計算風輪直徑，根據(jù)葉片的數(shù)量選擇尖速比，再進行葉片翼型的選擇，根據(jù)風輪葉片的長度將葉片分為等長的n段，并計算風力發(fā)電機葉片每段葉素的弦長。再根據(jù)葉型軟件查出葉片零升力時的攻角，最大升阻比時對應的攻角，從而計算出校正后的攻角。最后就可以計算出每段葉素對應的迎風角和安裝角了。

　　軸流風機葉片角度：風機葉片角度的測量方法

　　軸流風機葉片角度有多種測量位置：1、在葉柄距葉片20多公分處測量，2、在葉片末端20-30公分處測量；

　　測量儀器用1、多功能氣泡角度尺，2、平面角度尺；

　　軸流風機葉片角度風機葉片角度的測量方法：

　　1、在葉柄距葉片20多公分處測量；

　　2、在葉片末端20-30公分處測量；

　　風機葉片角度的測量儀器：

　　1、多功能氣泡角度尺；

　　2、平面角度尺。

　　軸流風機葉片角度：動葉可調軸流風機，是否可通過調節(jié)葉片角度，同時做到風量增加、風壓降低？

　　軸流風機葉片角度風機出風面積一定，要增加風量必然加錦工速，風速大了，風壓就大了。反之亦然。

　　首先，通風機的特性隨著流量的增加壓力是降低的（不調節(jié)角度），其次所謂動葉可調風機是通過調節(jié)葉輪上葉片的安裝角度實現(xiàn)流量和壓力的增加與降低。

　　通過調節(jié)葉片角度能滿足更廣工況范圍綜上所述，調節(jié)或不調節(jié)葉片角度，都能做到風量增加、風壓降低，關鍵在于風量和壓力調到多少。

　　每個廠家的軸流風機葉片角度做法都不一樣，廠家出廠的風機性能曲線圖里可以查詢到調節(jié)范圍。

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