轴流式通风机课程设计
第一节 设计原始条件和要求
设计轴流式通风机时，一般应给出下列原始资料：流量Q （3
/m h ）、全压p （pa ）、工作介质密度ρ（3/kg m ）或工作介质温度t 、大气压力，以及结构上的要求和特殊要求等。
初始条件：流量Q ＝44263
/m h ，风机全压p ＝261Pa ，介质为空气，其进口状态为标准状态（0p 为1个大气压，温度为20℃，空气密度31.24/kg m ρ=），设计一广泛应用于一般工厂、仓库、办公室、住宅内的轴流式通风机，要求全压效率η不小于80%。 设计目的：要求学生熟练掌握轴流式通风机的基本理论和设计方法，并初步掌握用所学的理论和方法进行轴流式通风机的设计。
设计要求：
（1）满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近； （2）最高效率值要尽量大些，效率曲线平坦；
（3）通风机结构简单、工艺性好、材料及附件选择方便； （4）有足够的强度、刚度，工作安全可靠； （5）运转稳定、噪声低；
（6）调节性能好，工作适应性强； （7）通风机尺寸尽可能小，重量轻；
（8）操作和维护方便，拆装运输简单易行。
第二节 设计计算的主要内容
设计计算的主要内容为：通风机类型的选择（离心式、轴流式），方案选择与比较，驱动方式选取，计算比转速s n ，叶轮设计计算，叶型选型与设计（确定叶轮外径及轮毂直径），计算圆周速度t u 及压力系数p ，求轴向速度z c ，计算扭速u c ?，计算平均相对速度m w 及气流角m β，选择叶片数z ，选取各截面的升力系数y c 及相应的攻角α，求叶片宽度b ，叶型的安装角A β，叶片型线的绘制，集流器、整流罩和扩散筒的设计计算，通风机主要零部件材料选取，主要零部件强度计算与校核，通风机临界转速计算，零部件图和总装配图的绘制。 目前大多数轴流通风机都是采用孤立叶型设计法，这种方法较为简便有效。此处就采用孤立叶型的设计法来设计一般用的轴流式通风机。其设计计算的主要内容有：
一、方案选择与比较
方案类型：叶轮前设置前导叶；叶轮后设置后导叶；单独叶轮级；叶轮前后都设置导叶。 要求：说明选择这种方案的原因与分析。
根据给定条件，此处可用选用： 单级：电机直接驱动叶轮的方式。
实际通风机具体的结构方案选择问题涉及的因素较多，可根据用户的使用要求及制造厂的生产经验，参照性能良好的已有产品，初步选定方案。
二、选择电动机及转速
风机的转速可根据用户使用要求选取。一般风机与电动机是直接驱动的。为了正确选择电动机，需要进行轴功率的计算，风机在设计工况下运转时的轴功率为：
KW Qp P 01118..08
.010********
8261000=???=≥
η
（1）
所需电机功率为：KW KW P k P d 0145.0~0134.00118.0)3.1~2.1(=?=?≥ （2）
（k 取1.2—1.3）
根据所需要的电动机功率d P ，结合用户的情况，按d m P ≥P 来选取电动机型号，即可选择合适的电动机及相应的转速。
电机额定转速选择1410，根据单级比转速选择。 如下T30例子
我们可以选择AQ 26314和No.3型号的电动机，转速为1410r/min 。
三、叶型设计计算
1、计算比转速s n
28
.43393600
1410
14104
34
3
2
1=?=?
=p
Q n n s
（3）
式中：n 为叶轮转速（r/min ），由于采用直接驱动，即为电机的转速，由上可知n=2850r/min ；依照有关比转速的应用，可大致确定通风机类型及叶片型式。一般轴流式通风机有90~18=s n （100~500）。
2、确定叶轮外径及轮毂直径
由s n 查图7－5和图7－6，选取轮毂比ν及系数u K ，则叶轮外径为： 一般轮毂比的选择范围为：ν＝0.25~0.75。
图7－5 轮毂比υ与比转速n s 的关系 图7－6 比转速n s 与系数K u 的关系 由图得Ku=2.62对于标准状态下的空气取：
m n p K D u t 264.01410
14.3392.424.774.77=???==π
轮毂外径为：m D D t h 27.0~09.036.0)75.0~25.0(=?==ν，取ν=0.34，则D h
=0.12m 。
3、计算圆周速度t u 及压力系数p
s m n
D u t t /19.4860
1410
264.014.360
=??=
=
π
830.019.4824.1392
2=?==
t u p p ρ 算出的圆周速度t u 应满足强度条件及噪声要求；否则应作适当调整。从降低噪声的9角度出发，应取60
80/t u m s ≤，但当叶轮直径一定时，过低的圆周速度，将降低风机的流
量和风压。一般可取130/t u m s ≤。根据算出的p 及s n ，即可检验本方案的选择是否合理。
4、求轴向速度z c
s m D D Q
c h t z /47.4)
092.0264.0(4
14.33600826
)(42222=-=-=π
（9）
5、将整个叶片分成几个截面，分别计算各截面的扭速u c ?值 方法：这里就采用变环量设计
先计算平均直径m D D D h t m 198.02
092.0264.022
22
2=+=+=
截面的扭速um c ? 60
n D p
u p c m m um πρηηρ=
=
?，由于η≥0.8， 则s m c um /69.260
1410
198.014.38.024.139
=???
?≤
?，取s m c um /69.2=?，
设气流分布规律为const r c r c m um m =?=?α
α，则任一截面r 处的扭速u c ?值为 α
α
r
r c c m
um u ?=? 通常可选取5个截面进行叶栅的计算，则截面的半径为：
m D D r t t 128.0~125.0264.0)025.0~015.0(2
264.0)025.0~015.0(25=?-=-=
，
m D D r t h 042.0~039.0264.0)025.0~015.0(2
092.0)025.0~015.0(21=?-=-=
，
则取m r m r 126.0,041.051==，则
m r
r r m r r r m r r r 062.02
,105.02,084.023********=+==+==+=
通常变环量指数ɑ的取值为0~1，取ɑ=0.5，
则m r 0.2905.03=，m r m r m r m r 355.0,202.0,249.0,324.05.055.015.025.04====
由5
.05
.0r
r c c m um u ?=?，m D r m m 315.0)2(5.05
.0==得 s
m c s m c s m c s m c c u u u u /37.2,/60.2,/90.2,/38.34.16m/s 543u21=?=?=?=?=?，
式：η为风机的全压效率
6、计算平均相对速度m w 及气流角m β
22
)2
(u z m c u c w ?-
+= ，m z m w c
arcsin =β
7、选择叶片数Z
对于同一轮毂比υ和叶片弦长b 而言，叶片数Z 增加，则叶栅稠度τ亦增加，这将引起叶栅升力系数的下降，并使得流道内的流动损失迅速上升；如果叶片数过少，将使每个叶片的负荷增大，从而使气动性能变坏，导致风机的全压p 降低。因此，对于一定的轮毂比和叶片弦长的风机，存在一个最佳叶片数（或最佳相对栅距）。根据国内设计轴流式风机的经验和试验数据，对于孤立叶型法设计的轴流式风机的最佳叶片数Z 可按表7－1来选取：
表7－1 最佳叶片数
轮毂比υ 0.2 0.4 0.5 0.6 0.7 叶片数Z
2~6
4~8
6~12
8~16
10~20
本设计一般只选择3至9个叶片。 由于ν=0.34，则取Z=6。 8、叶型选取
有：RAF －6E 叶型、CLARK y 叶型、LS 叶型、葛廷根叶型和圆弧板叶型。注意要根据其坐标比值来绘制叶片各截面。
选取CLARK y 叶型，其相对厚度1.0=c 9、选取各截面的升力系数y c 及相应的攻角α
在选取y c 时，应使y c 值从叶尖向叶根逐渐增加，如果叶型的相对厚度c 不变，可取额定工况点的y
c *（一般y
c *＝（0.8~0.9）max y c ）作为叶根的y c 值，然后按直线规律依次向叶
尖减小。如叶型的相对厚度c 为变值，可按c 选取值。各截面的y c 值确定后，相应的攻角可根据叶型的y c ~α曲线选取。
注意：攻角α从叶根到叶尖应逐渐减小。 10、求叶片宽度b
由气动力基本方程式（6－17）得：
4y m p
b c z w πωρη
=
（602n πω=）
11、叶型安装角A β
A β＝m β+α
项目
单位
计算截面
1
2 3 4 5 D
m
0.404
0.498
0.580
0.648
0.710
12、叶片型线的绘制
根据上述计算的数据及所选取叶型剖面的几何尺寸，绘制截面的叶片型线，再按强度及结构工艺的要求作适当修正。为改善叶片的受力状况，各计算的截面叶型的重心，应当位于同一半径上。
四：风筒的设计
1、风筒结构：采用圆柱形，其内部直径δ+=t D D （δ为叶轮外缘与风筒内壁的径向间隙尺寸）
由表得机号为No.4的风机的D1=410mm=0.41m ，即风筒内部直径D=D1=0.41m 2、风筒尺寸的确定：
长度L=（1.5~2.2）D=0.615~0.902m ，D 为风筒的内壁直径；另外，风筒长度也要兼顾考虑
到电机和叶轮安装好后的轴向尺寸L 0 ，应使L>L 0 。
α
α
r
r c c m
um u ?=? m/s 4.16 3.38 2.90 2.60 2.37
60
Dn
u π=
m/s 29.80 36.75 42.80 47.82 52.39 η
0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 z c
m/s
4.47
4.47 4.47 4.47 4.47 ηρu c u p ?=? N/m 2 122.98 123.22 123.13 123.38 123.17 2
2)2
(u z m c
u c w ?-+=
m/s
28.08
36.34
41.59
46.74
51.30
m
z m w c
arcsin =β
(o) 9.16 7.07 6.17 5.49 5.00
y c (选取)
1.36 1.13 0.95 0.81 0.70 α（选取）
（o） 9.7 9 5.2 3.8 3 αββ+=m A
（o） 18.86 16.07 11.37 9.29 8.00 z （选取）
6 6 6 6 6 60
2n
πω=
1/s 147.58 147.58 147.58 147.58 147.58 m
y w z c p
b ηρωπ?=
4 m
0.028
0.022
0.019
0.017
0.016
五、主要零部件材料选取，强度计算与校核
1、电机固定件的设计与材料的选择
1、叶片材料选取，强度计算与校核：
轴流通风机的叶轮旋转式，叶片受离心力和气流流动引起的压力，前者引起拉伸，后者导致弯曲。
叶片根部的离心力最大，一般来说，叶片根部的拉伸应力也最大。
F
P c
=
σ 式中 σ—叶片根部的离心拉应力，单位为N/m 3 c P —叶片根部所受离心力，单位为N
F —叶片根部最小截面积，单位为m 2 由于本设计的叶片均为变截面叶片，所以要按照变截面的离心力算法计算离心力。将叶片近似看成叶片截面弦长和相对厚度从叶根到叶顶线性变化（叶根大、叶顶小），叶片弦长b 、相对厚度_
C 可以表示为：
x k r r k c c h h
22__
1)(1+=-+=
式中b —半径r 处的截面弦长，单位为m ；
h b —叶根截面弦长，单位为m ； 1k —弦长沿径向变化的系数；
r —叶片任意截面所在半径，单位为m h r —叶根半径，单位为m ；
_
c —半径r 处的截面的相对厚度；
_
h c —叶根截面相对厚度；
2k —相对厚度沿径向变化的系数；
x —叶轮半径r 处叶片截面离叶根的距离，单位为m
根据文献[13]，计算叶片所受的离心力
dx x r x k x k l F R V P h l
h c c ))(1()(22
12
2
+++==?ρωωρ
式中l —叶片长度，单位为m 。
利用上式可以比较精确的求出叶根的离心力。由于叶片是边截面的，应根据
文献[13]的变截面叶片的叶根离心力的计算公式计算离心力。如前所述，可以知道的已知条件为：
022.0=b m ，05.0=h b ,0436.0_
=c m,0192.0_
=h c m,074.0=x m 。
可以得到
c P =4.6?105
N
计算叶根截面面积-3101.2?=F m 2。
=F
P c
σ
38.3MPa 235=
式中b σ为ZL402的拉伸极限强度。所以叶轮选择ZL402可以满足条件。 （2）键的校核 1 键的基本尺寸
选用键22×60(GB/T 1095-1979)，其机构如图5-1所示
图5-1 键结构简图
键的尺寸为b=22mm,h=14mm,a=85mm,l=60mm 。 （2 ）键的校核
1.计算键的剪切力：
m N n P M sh ?=?=?
=23.71295022
95519551
)(1027.1060.0022.0085.05.023.715.06m N dbl M ??=???==
τ
式中M — 键所传递的扭矩，N/ m 2
；
d — 轴径，m ；
b — 键的宽度,m ；
τ — 剪切应力,N ；
][τ— 键的许用剪切应力，一般键为45号钢，可取
)(1088.5][6m N ??=τ。
[]ττ<可知键是安全的。
2.计算键的挤压应力：
61099.306
.0014.0085.025.023.7125.0?=???==dhl M p σ N/m 2
]
[p σ— 许用挤压应力，一般应按轮毂材料进行校核，因为轮毂材料的许用
挤压应力较键的要求，45
号钢的许用挤压应力可取
)
/(1078.10~1082.8][276m N p ??=σ
键的选用符合设计要求。风机联轴器是用铸铁制造[]P p σσ<所以联轴器上的键也是安全的。
（3）轴的校核
轴流通风机的主轴承受扭转、弯曲和拉压应力，其中拉压变形产生的拉压应力远小于弯曲变形产生的弯曲应力。因为风机为局部通风机，叶轮重量轻，所以弯曲应力较小。故机构在应力计算时可忽略拉压应力和弯曲应力，只考虑扭转的效应。
轴材料选用45钢，调质处理286~241=HB ，许用应力61088.5][?=τN/m 2。 1.轴的转矩 轴的转矩23.7100
2922
95519551=?=?
=n P M sh n N.m 式中 sh P ——通风机轴功率，单位为kW ； n ——叶轮转速，单位为r/min 。
2.扭转应力
转矩为n M 的转轴直径为d （单位为m ）处的扭转剪切应力τ（单位为Pa ）的计算公式如下：
6
3331
1014.2055.02.023.712.016
?=?=≈==
d M d M W M n n n πτN/ m 2
式中 1W ——抗扭截面模量
可以看出ττ≥][，所以轴是安全的。
2、风筒材料选取
（1）风筒结构：采用圆柱形，其内壁直径D=Dt+2δ（δ为叶轮外缘与风筒内壁的径向间隙尺寸）
（2）风筒尺寸的确定： 长度：，D 为风筒的内壁直径；另外，风筒长度也要兼顾考虑到电机和叶轮安装好后的轴向尺寸Ｌ0，应使L > L0。
3、主要零部件材料选取，强度计算与校核 （1） 主要零部件材料选取，强度计算与校核 （2） 风筒材料选取
（3） 电机固定件的设计与材料选择 4、转子的临界转速计算
为保证风机安全可靠运行，应使工作转速n 离开临界转速cn 一定范围。设计时，要求满足如下条件：
的轴，称为刚性轴。对刚性轴工作转速的要求：
；
的轴，
称为柔性轴。对柔性轴工作转速的要求：。
式中：
分别为转子的一阶临界转速和二阶临界转速。
一般通风机的转速较低，通常在一阶临界转速以内工作（即刚性轴），可采用单盘临界转速的公式近似计算：
此处，柔度y0取叶轮与风筒内壁的径向间隙的δ的一半 5、零部件图和总装配图的绘制 （1）电机的选取；
（2）叶片、叶轮（包括轮毂）的绘制；（叶片可采用焊接方式焊在轮毂上） （3）风筒的绘制（包括电机固定架）； （4）总装配图的绘制。 第三节 设计总结与考核 1、设计总结阶段
本阶段学生要认真完成课程设计报告书，整理技术资料，如有需要还应写出课程设计的心得体会和改进意见。 2、考核办法 通过进度检查、课程设计答辩和报告评审的形式了解学生的设计水平，根据学生任务完成的情况，设计报告的质量，答辩水平及平时的学习态度、工作作风、思想表现各全面准确评定成绩。对每个学生要写出评语。成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五级记分。
参考文献
1、《通用机械设计》，潘英，中国矿业大学出版社，2000.
2、流体机械原理（上、下册），张克危，北京：机械工业出版社，2000.
3、流体输送设备，王荣祥、郭亚兵，等，北京：冶金工业出版社，2002.
轴流式通风机工作原理 一、 矿井通风设备的意义： 向井下输送足够的新鲜空气，稀释和排除有害、有毒气体，调节井下所需的风量、温度和湿度，改善劳动条件，保证矿井安全生产。 二、 矿井机械通风： 1. 抽出式通风 通风机位于系统的出口端， 借助通风机的抽力， 使新鲜空气从进风井流入井内， 经出出风井排出。 2. 压入式通风 设备位于系统的入口处， 新鲜的空气借助通风机的动力压入井内， 并克服矿井巷道阻力，由出风井排出。 3. 两种通风方式的比较 抽出式通风由于是负压通风，一旦通风机停转，井下的空气压力会略有升高，瓦斯涌出量就会减少，有抑制瓦斯的作用； 压入式通风由于是正压通风，一旦通风机停转，井下的空气压力会下降，瓦斯涌出量会增加，是安全受到威胁，一般禁用。 2 3 h h
三、矿井通风方式 四、矿井通风机的工作原理 目前煤矿上使用最广泛的是轴流式对旋风机，因为其相较离心式通风机有便于全矿性反风，便于调节风量等优点，得到广泛应用，随着 科技进步，轴流式对旋式风机由于效率高、风量大、风压高、噪音低、 节能效果显著，是目前使用最广泛的通风机。 1.集流器：流线型的集流器可以使进入风机的气流均匀，提高风机的 运行效率和降低风机的噪声。 2.进、出口消声器：为两层圆筒结构。 中央并列式对角式 中央分列式（中央边界式）
3.整流罩：流线型的整流罩可以使风机内流场得到优化，提高风机的 运行效率和降低风机的噪声。 4.电动机： 5.一级叶轮： 6.二级叶轮： 7.扩压器：可以回收一定的动压，提高风机的静压比。 五、对旋风机优点： 1、为了适合煤矿通风网路的阻力要求，并确保通风机效率，该机采用了对旋式结构，两机叶轮互为反向旋转，可以省去中导叶并减少中导叶的损失，提高了风机效率。 2、采用电机与叶轮直联的型式，避免了传动装置损坏事故，也消除了传动装置的能量损耗，提高了风机装置效率。 3、电机均安装在风机主风筒内的密闭罩中，密闭罩具有一定的耐压性，可以使电机与风机流道中含瓦斯的气体隔绝，同时还起一定的散热作用，密闭罩设有两排流线型风管道，通过主风筒与地面大气相通，使新鲜空气流入密闭罩中，同时又可使罩内空气在风机运行中保持正压状态。 4、风机最高装置静压效率可达86%以上，高效区宽广，可确保矿井在三个开采阶段主扇效率均为75%以上。扭转了我国大型矿山主扇运行效率低的状况，可节约大量电能。 5、风机可反转反风，其反风量可达正风量的60%，不必另设反风道，具有节约基建投资和反风速度快的优点。 6、叶轮的叶片安装角的可调整，可根据生产的要求来调整叶片角度。
目录 第一章基本资料 (1) 第二章机组台数与单机容量的选择 (2) 第三章水轮机主要参数的选择与计算 (5) 第四章水轮机运转特性曲线的绘制 (10) 第五章蜗壳设计 (13) 第六章尾水管设计 (17) 第七章心得体会 (20) 参考文献 (20) 第一章基本资料 基本设计资料 黄河B水电站是紧接L水电站尾水的黄河上游的一个梯级水电站。水库正常蓄水位2452 m，电站总装机容量4200 MW，额定水头205 m。 经水能分析，该电站有关动能指标如表1所示： 表1 动能指标 第二章机组台数与单机容量的选择 水电站的装机容量等于机组台数和单机容量的乘积。根据已确定的装机容量，就可以拟定可能的机组台数方案，选择机组台数与单机容量时应遵循如下原则： 机组台数与工程建设费用的关系 在水电站的装机容量基本已经定下来的情况下，机组台数增多，单机容量减小。通常小机组单位千瓦耗材多、造价高，相应的主阀、调速器、附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加，整体设备费用高。另外，机组台数多，厂房所占的平面尺寸也会增大。一般情况下，台数多对成本和投资不利。因此，较少的机组台数有利于降低工程建设费用
机组台数与设备制造、运输、安装以及枢纽安装布置的关系 单机容量大，可能会在制造、安装和运输方面增加一定的难度。然而，有些大型或特大型水电站，由于受枢纽平面尺寸的限制，总希望单机容量制造得大些。 机组台数对水电站运行效率的影响 水轮机在额定出力或者接近额定出力时，运行效率较高。机组台数不同，水电站平均效率也不同。机组台数较少，平均效率越低。机组台数多，可以灵活改变机组运行方式，调整机组负荷，避开低效率区运行，以是电站保持较高的平均效率。但机组台数多到一定程度，再增加台数对水电站运行效率增加的效果就不显着。当水电站在电力系统中担任基荷工作时，引用流量较固定，选择机组台数较少，可使水轮机在较长时间内以最大工况运行，使水电站保持较高的平均效率。当水电站担任系统尖峰负荷并且程度调频任务时，由于负荷经常变动，而且幅度较大，为使每台机组都可以在高效率区工作，则需要更多的机组台数。 另外，机组类型不同，高效率范围大小也不同，台数对电厂平均效率的影响就不同。对于高效率工作区较窄的，机组台数应适当多一些。轴流转浆式水轮机，由于单机的效率曲线平缓且高效区宽，台数多少对电厂的平均效率影响不明显；而混流式、轴流定浆式水轮机其效率曲线较陡，当出力变化时，效率变化较剧烈，适当增加台数可明显改善电厂运行的平均效率。 机组台数与水电站运行维护的关系 机组台数多，单机容量小，水电站运行方式较灵活机动，机组发生事故停机产生的影响小，单机轮换检修易于安排，难度也小。但台数多，机组开、停机操作频繁，操作运行次数随之增多，发生事故的几率也随之增高，对全厂检修很麻烦。同时，管理人员多，维护耗材多，运行费用也相应提高。故不能用过多的机组台数。 机组台数与其他因素的关系 对于区域电网的单机：装机容量较小≯15%系统最大负荷（不为主导电站）；装机容量较大≯10%系统容量(系统事故备用容量)，因而，单机容量与台数选取不受限制。 根据设计规范要求，机组单机容量应以水轮机单机运行时其出力在机组的稳定运行区域范围内确定为原则。不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域如表1。 表2 不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域
离心式通风机设计 通风机的设计包括气动设计计算，结构设计和强度计算等内容。这一章主要讲第一方面，而且通风机的气动设计分相似设计和理论设计两种方法。相似设计方法简单，可靠，在工业上广泛使用。而理论设讲方法用于设计新系列的通风机。本章主要叙述离心通风机气动设计的一般方法。 离心通风机在设计中根据给定的条件:容积流量，通风机全压，工作介质及其密度 ，以用其他要求，确定通风机的主要尺寸，例如，直径及直径比，转速n,进出口 宽度和，进出口叶片角和，叶片数Z，以及叶片的绘型和扩压器设计，以保证通风机的性能。 对于通风机设计的要求是： （1）满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近； （2）最高效率要高，效率曲线平坦； （3）压力曲线的稳定工作区间要宽； （4）结构简单，工艺性能好； （5）足够的强度，刚度，工作安全可靠； （6）噪音低； （7）调节性能好； （8）尺寸尽量小，重量经； （9）维护方便。 对于无因次数的选择应注意以下几点： （1）为保证最高的效率，应选择一个适当的值来设计。 （2）选择最大的值和低的圆周速度，以保证最低的噪音。 （3）选择最大的值，以保证最小的磨损。
（4）大时选择最大的值。 §1 叶轮尺寸的决定 图3-1叶轮的主要参数:图3-1为叶轮的主要参数: :叶轮外径 :叶轮进口直径； :叶片进口直径； :出口宽度； :进口宽度； :叶片出口安装角；
:叶片进口安装角； Z:叶片数； :叶片前盘倾斜角； 一．最佳进口宽度 在叶轮进口处如果有迴流就造成叶轮中的损失，为此应加速进口流速。一般采用，叶轮进口面积为，而进风口面积为，令为叶轮进口速度的变化系数，故有： 由此得出： (3-1a) 考虑到轮毂直径引起面积减少，则有： (3-1b) 其中 在加速20%时，即, (3-1c)
轴流式通风机工作原理 一、 矿井通风设备得意义: 向井下输送足够得新鲜空气，稀释与排除有害、有毒气体,调节井下所需得风量、温度与湿度,改善劳动条件,保证矿井安全生产。 二、 矿井机械通风: 1. 抽出式通风 通风机位于系统得出口端, 借助通风机得抽力, 使新鲜空气从进风井流入井内， 经出出风井排出。 2. 压入式通风 设备位于系统得入口处, 新鲜得空气借助通风机得动力压入井内， 并克服矿井巷道阻力,由出风井排出。 3. 两种通风方式得比较 抽出式通风由于就是负压通风,一旦通风机停转，井下得空气压力会略有升高,瓦斯涌出量就会减少,有抑制瓦斯得作用； 压入式通风由于就是正压通风,一旦通风机停转，井下得空气压力会下降,瓦斯涌出量会增加，就是安全受到威胁,一般禁用. 三、 矿井通风方式 z 1 2 3 5 6 h 4 中央并列式 1 z 2 2 h ρm1 ρm2 1’ 对角式
中央分列式(中央边界式) 四、矿井通风机得工作原理 目前煤矿上使用最广泛得就是轴流式对旋风机，因为其相较离心式 通风机有便于全矿性反风，便于调节风量等优点，得到广泛应用，随 着科技进步，轴流式对旋式风机由于效率高、风量大、风压高、噪音低、节能效果显著，就是目前使用最广泛得通风机。 1.集流器:流线型得集流器可以使进入风机得气流均匀，提高风机得运 行效率与降低风机得噪声。 2.进、出口消声器：为两层圆筒结构。 3.整流罩：流线型得整流罩可以使风机内流场得到优化，提高风机得 运行效率与降低风机得噪声。 4.电动机: 5.一级叶轮： 6.二级叶轮： 7.扩压器：可以回收一定得动压,提高风机得静压比。 五、对旋风机优点： 1、为了适合煤矿通风网路得阻力要求，并确保通风机效率，该机采用 了对旋式结构,两机叶轮互为反向旋转，可以省去中导叶并减少中导叶 得损失,提高了风机效率. 2、采用电机与叶轮直联得型式,避免了传动装置损坏事故,也消除了传 动装置得能量损耗，提高了风机装置效率. 3、电机均安装在风机主风筒内得密闭罩中，密闭罩具有一定得耐压性，
轴流式通风机 轴流风机又叫局部通风机，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，是工矿企业常用的一种风机，它不同于一般的风机。轴流风机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．如图图7-1-7所示，空气从轴向流入, 轴向流出。轴流风机在地下工程施工通风中得到广泛应用。 （1）轴流风机的基本组成 轴流风机由集风器, 叶轮, 导叶和扩散筒组成。集风器的作用是减少入口风流的阻力损失；叶轮的作用是, 叶轮旋转时叶片冲击空气, 使空气获得一定的速度和风压； 导叶的作用扭转从叶轮流出的旋转气流, 使一部分偏转气流动能变为静压能, 同时可减少 因气流旋转而引起的阻力损失；扩散筒的作用是将一部分轴向气流动能转变为静压能。（2）抽流风机的原理 叶片的旋转使空气受到冲击力, 从而使空气获得一定的速度和风压, 并由导叶和扩散筒将 部分动能转变为静压, 从而使风机出口具有一定的风速和风压。 3）轴流风机的主要结构参数 叶轮外径D, 叶轮轮毂直径d , 叶片的安装角θ(如图7-1-8所示), 安装角θ一般为10°、15°、20°、25°、30°、35°（如图7-1-9所示）。 1-叶片；2-导叶；3-轮毂 （4）轴流风机的传动方式 1.轴流风机型号200FZY4-D：200是风机的型号(一般是指风叶的直径),YZFZ中的F-风机,Z-轴流式风机,Y-圆筒式.4-电机的性能参数序号(一般是指电机的转速)也就是我们常说的4极电机. 2.T35-11-NO2.8是T35风机系列中的2.8号的风机，这是机械工业部规定的标准型号的风机。“T”表示用途“通用风机”；“35”表示风机轮毂比（根部直径与顶部直径之比）为0.35，“11”中前一个“1”在离心风机上表示“单吸入”，在轴流风机中没有意义，后面的“1”表示第一次设计；“NO2.8”表示2.8号风机（叶轮直径为0.28米）。 3.3#4#是轴流风机的机号，代表叶轮直径是300MM，400MM，NO.3.55就是T35-11-3.55号的，你的技术参数也是符合这款的要求的电机转速是2900R/MIN 4. YSF-5014型轴流风机、YSF-5632型轴流风机里面的Y、S、F、5014 632分别代表什么意思？YSF:电容启动与运转异步电动机，50:电机的中心高(前两位)，14:铁心外径(后两位) 5. TAD-NO2.5型轴流风机里面的T、A、D是什么意思，我直知道NO2.5是机号。 BDZ-11NO4B型轴流风机则是完全不明白里面的B、D、Z 以及后面的11NO4B是什么意思？T是通风的意思其他两个字母大概是厂家硬按上去的，B是防爆的意思，11和NO4B 分开11-NO4B这后面的B应该是传动方式，重量估计也就二十来斤。. 6.07-11NO29.5为锅炉引风机根据你的型号这个风机应该不是轴流风机二十离心风机 7.代表压力系数*10后的化整数,11代表比转速,；29.5为机号，说明风机叶轮直径为2.95米。 对风机来说，比转数=转速X√流量÷风压的3/4方，转速为rpm,；流量为m3/s,风压为mmH20 因此，流量大，压头小的机器的比转数就大，随着比转数的增大，机器由离心式变为混流式、再为轴流式，风机比转数为80以上，宜为轴流式。通风机的比转数在数值上等于几何相似的通风机在全压为10帕，流量为1米/秒时的转速。
轴流式风机原理及运行 一．轴流式风机的结构特点 轴流送风机为单级风机，转子由叶轮和叶片组成，带有一个整体的滚动轴承箱和一个液压叶片调节装置。主轴承和滚动轴承同置于一球铁箱体内，此箱体同心地安装在风机下半机壳中并用螺栓固定。在主轴的两端各装一只支承轴承，为承受轴向力。主轴承箱的油位由一油位指示器在风机壳体外示出。轴承的润滑和冷却借助于外置的供油装置，周围的空气通过机壳和轴承箱之间的空隙的自然通风，以增加了它的冷却。 叶轮为焊接结构，因为叶轮重量较轻，惯性矩也小。叶片和叶柄等组装件的离心力通过推力轴承传递至较小的承载环上，叶轮组装件在出厂前进行叶轮整套静、动平衡的校验。 风机运行时，通过叶片液压调节装置，可调节叶片的安装角并保持这一角度。叶片装在叶柄的外端，叶片的安装角可以通过装在叶柄内的调节杆和滑块进行调节，并使其保持在一定位置上。调节杆和滑块由调节盘推动，而调节盘由推盘和调节环所组成，并和叶片液压调节装置的液压缸相连接。 风机转子通过风机侧的半联轴器、电动机侧的半联轴器和中间轴与电机连接。 风机液压润滑供油装置由组合式的润滑供油装置和液压供油装置组成。此系统有2台油泵，并联安装在油箱上，当主油泵发生故障时，备用油泵即通过压力开关自动启动，2个油泵的电动机通过压力开关联锁。在不进行叶片调节时，油流经恒压调节阀而至溢流阀，借助该阀建立润滑压力，多余的润滑油经溢流阀回油箱。 风机的机壳是钢板焊接结构，风机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。叶轮装在主轴的轴端上，主轴承箱用螺钉同风机机壳下半相连接，并通过法兰的内孔保证对中，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，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。整流导叶环和机壳以垂直法兰用螺钉连接。 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壳防护。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。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连接(围带)同风机机壳相连接。 为了防止过热，在风机壳体内部围绕主轴承的四周，借助风机壳体下半部的空心支承使其同周围空气相通，形成风机的冷却通风。 主轴承箱的所有滚动轴承均装有轴承温度计，温度计的接线由空心导叶内腔引出。为了避免风机在喘振状态下工作，风机装有喘振报警装置。在运行工况超过喘振极限时，通过一个预先装在机壳上位于动叶片之前的皮托管和差压开关，利用声或光向控制台发出报警信号，要求运行人员及时处理，使风机返回到正常工况运行。 轴流风机如下图所示
- - - 目录 第一章基本资料 (1) 第二章机组台数与单机容量的选择 (2) 第三章水轮机主要参数的选择与计算 (5) 第四章水轮机运转特性曲线的绘制 (10) 第五章蜗壳设计 (13) 第六章尾水管设计 (17) 第七章心得体会 (20) 参考文献 (20)
第一章基本资料 基本设计资料 黄河B水电站是紧接L水电站尾水的黄河上游的一个梯级水电站。水库正常蓄水位2452 m，电站总装机容量4200 MW，额定水头205 m。 经水能分析，该电站有关动能指标如表1所示： 表1 动能指标
第二章机组台数与单机容量的选择 水电站的装机容量等于机组台数和单机容量的乘积。根据已确定的装机容量，就可以拟定可能的机组台数方案，选择机组台数与单机容量时应遵循如下原则： 2.1机组台数与工程建设费用的关系 在水电站的装机容量基本已经定下来的情况下，机组台数增多，单机容量减小。通常小机组单位千瓦耗材多、造价高，相应的主阀、调速器、附属设备及电气设备的套数增加，投资亦增加，整体设备费用高。另外，机组台数多，厂房所占的平面尺寸也会增大。一般情况下，台数多对成本和投资不利。因此，较少的机组台数有利于降低工程建设费用
2.2机组台数与设备制造、运输、安装以及枢纽安装布置的关系 单机容量大，可能会在制造、安装和运输方面增加一定的难度。然而，有些大型或特大型水电站，由于受枢纽平面尺寸的限制，总希望单机容量制造得大些。 2.3机组台数对水电站运行效率的影响 水轮机在额定出力或者接近额定出力时，运行效率较高。机组台数不同，水电站平均效率也不同。机组台数较少，平均效率越低。机组台数多，可以灵活改变机组运行方式，调整机组负荷，避开低效率区运行，以是电站保持较高的平均效率。但机组台数多到一定程度，再增加台数对水电站运行效率增加的效果就不显著。当水电站在电力系统中担任基荷工作时，引用流量较固定，选择机组台数较少，可使水轮机在较长时间内以最大工况运行，使水电站保持较高的平均效率。当水电站担任系统尖峰负荷并且程度调频任务时，由于负荷经常变动，而且幅度较大，为使每台机组都可以在高效率区工作，则需要更多的机组台数。 另外，机组类型不同，高效率范围大小也不同，台数对电厂平均效率的影响就不同。对于高效率工作区较窄的，机组台数应适当多一些。轴流转浆式水轮机，由于单机的效率曲线平缓且高效区宽，台数多少对电厂的平均效率影响不明显；而混流式、轴流定浆式水轮机其效率曲线较陡，当出力变化时，效率变化较剧烈，适当增加台数可明显改善电厂运行的平均效率。 2.4机组台数与水电站运行维护的关系 机组台数多，单机容量小，水电站运行方式较灵活机动，机组发生事故停机产生的影响小，单机轮换检修易于安排，难度也小。但台数多，机组开、停机操作频繁，操作运行次数随之增多，发生事故的几率也随之增高，对全厂检修很麻烦。同时，管理人员多，维护耗材多，运行费用也相应提高。故不能用过多的机组台数。 2.5机组台数与其他因素的关系 2.5.1机组台数与电网的关系
2013届热能与动力工程专业毕业设计（论文） 毕业设计（论文） 题目ZZ560轴流式水轮机 结构设计 专业热能与动力工程 1
摘要 葛洲坝电站是我国代表性的低水头大流量、径流式水电站，兼具发电、改善航道等综合效益。本次设计主要是通过查阅相关设计手册，对葛洲坝电站型号为ZZ560-LH-1130的轴流转桨式水轮机结构进行设计，主要内容包括水轮机总体结构设计、导水机构及其传动系统设计，水轮机部分零部件，例如主轴，导叶等零件的设计。 通过使用CAD绘图，本次设计过程更加便捷，设计成果更加精确。关键词：葛洲坝水电站，轴流式水轮机，转轮设计，结构设计， ABSTRACT
2013届热能与动力工程专业毕业设计（论文） Gezhouba Dam power plant is China's representative low head and largeDischarge,runoff hydropower stations,power generation,wita comprehensive benefits improve navigation etc.This design is mainly through access to relevant design manual,design of the Kaplan turbine structure of Gezhouba Dam power plant model for ZZ560-LH-1130,The main contents include design of water mechanism and its transmission system overall structure design of hydraulic turbine,guide,some parts of hydraulic turbine,such as the spindle,the design of guide vane and other parts. Using the CAD,the process of design is more convenient and the result is more accurate. KEY WORDS:GeZhouBa hydropower station,Kaplan turbine, station,runner,Structural design. 3
离心通风机选型及设计 1.引言…………………………………………………………………… .(1) 2.离心式通风机的结构及原理 (3) 2.1离心式风机的基本组成 (3) 2.2离心式风机的原理 (3) 2.3离心式风机的主要结构参数 (4) 2.4离心式风机的传动方式 (5) 3离心风机的选型的一般步骤 (5) 4.离心式通风机的设计 (5) 4.1通风机设计的要求 (5) 4.2设计步骤 (6) 4.2.1叶轮尺寸的决定 (6) 4.2.2离心通风机的进气装置 (13) 4.2.3蜗壳设计 (14) 4.2.4参数计算 (20) 4.3离心风机设计时几个重要方案的选择 (24) 5.结论 (25) 附录 (25)
引言 通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。 通风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理。 通风机已有悠久的历史。中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车，它的作用原理与现代离心通风机基本相同。1862年，英国的圭贝尔发明离心通风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为40％左右，主要用于矿山通风。1880年，人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳，和后向弯曲叶片的离心通风机，结构已比较完善了。 1892年法国研制成横流通风机；1898年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心通风机，并为各国所广泛采用；19世纪，轴流通风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但其压力仅为100～300帕，效率仅为15～25％，直到二十世纪40年代以后才得到较快的发展。 1935年，德国首先采用轴流等压通风机为锅炉通风和引风；1948年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流通风机；旋轴流通风机、子午加速轴流通风机、斜流通风机和横流通风机也都获得了发展。 按气体流动的方向，通风机可分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。 离心通风机工作时，动力机(主要是电动机)驱动叶轮在蜗形机壳内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入。由于叶片对气体的动力作用，气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳，从排气口排出。因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内，故又称径流通风机。 离心通风机主要由叶轮和机壳组成，小型通风机的叶轮直接装在电动机上中、大型通风机通过联轴器或皮带轮与电动机联接。离心通风机一般为单侧进气，用单级叶轮；流量大的可双侧进气，用两个背靠背的叶轮，又称为双吸式离心通风机。 叶轮是通风机的主要部件，它的几何形状、尺寸、叶片数目和制造精度对性能有很大影响。叶轮经静平衡或动平衡校正才能保证通风机平稳地转动。按叶片出口方向的不同，叶轮分为前向、径向和后向三种型式。前向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转方向倾斜；径向叶轮的叶片顶部是向径向的，又分直叶片式和曲线型叶片；后向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转的反向倾斜。 前向叶轮产生的压力最大，在流量和转数一定时，所需叶轮直径最小，但效率一般较低；后向叶轮相反，所产生的压力最小，所需叶轮直径最大，而效率一般较高；径向叶轮介于两者之间。叶片的型线以直叶片最简单，机翼型叶片最复杂。 为了使叶片表面有合适的速度分布，一般采用曲线型叶片，如等厚度圆弧叶片。叶轮通常都有盖盘，以增加叶轮的强度和减少叶片与机壳间的气体泄漏。叶片与盖盘的联接采用焊接或铆接。焊接叶轮的重量较轻，流道光滑。低、中压小型离心通风机的叶轮也有采用铝合金铸造的。 轴流式通风机工作时，动力机驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转，气体从集流器进入，通过叶轮获得能量，提高压力和速度，然后沿轴向排出。轴流通风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式三种，小型的叶轮直径只有100毫米左右，大型的可达20米以上。
水电站厂房课程设计计算书 1．蜗壳单线图的绘制 1.1 蜗壳的型式 根据给定的基本资料和设计依据，电站设计水头Hp=46.2m ，水轮机型号 ：HL220-LJ-225。可知采用金属蜗壳。又Hp=46.2m>40m ，满足《水电站》（第4版）P32页对于蜗壳型式选择的要求。 1.2 蜗壳主要参数的选择 金属蜗壳的断面形状为圆形，根据《水电站》（第4版）P35页可知：为了获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般取蜗壳的包角为0345?=。 通过计算得出最大引用流量m ax Q 值，计算如下： ○ 1水轮机额定出力：15000 156250.96 f r f N N KW η= = = 式中：60000150004 f KW N KW = =，0.96f η=。 ○ 2'31max 3 3 2222115625 1.11 1.159.819.81 2.2546.20.904 r p N Q m s D H η = = =
轴流通风机的工程设计方法 信息来源：中国风机网-风机常识发布时间：2006-8-2 风机是量大面广的通用机械产品；风机是利用一个或多个装有叶片的叶轮的旋转和气体或空气的相互作用来压缩和输送气体或空气的流体机械；风机是透平压缩机、透平鼓风机和通风机的总称。 通风机: 在进口压力和温度分别为1 Ol.SkPa和20°C、相对湿度为50%的标准空气条件下，全压小于等于30kPa的风机称为通风机。 通风机主要有离心式和轴流式两大类。 在轴向剖面上，在叶轮中气流沿着半径方向流动的通风机为离心通风机；离心通风机为轴向进气径向排气。在轴向剖面上，气流在旋转叶片的流道中沿着轴线方向流动的通风机为轴流通风机；轴流通风机为轴向进气和排气。 相比较而言，离心通风机压力大、流量小；轴流通风机压力小、流量大。轴流通风机的分类如下： 1）按压力分类 GB/T 19075-2003/ISO 1334.9 : 1999《工业通风机词汇及种类定义》中指岀: 低压通风机的压比低于1.02 ,参考马赫数小于O.lSo当处理标准空气时，其压升小于 2kPa O 中压通风机的压比大于1.02而小于1」，参考马赫数小于0.15 ,对应压升为2kPa至 lOkPa O 高压通风机的压比和压升大于上述值 标准进一步指岀：通风机叶轮依据其圆周速度将产生或高或降的压力，并定义了各种“通风机类型”的压力范围，即各类通风机在最高效率和最高转速时，通风机的压力不低于下表1-1中给定的值。在任何情况下，被定义的通风机压力应不超岀通风机在最高转速时所产生的最大压力的 95%
2）按轮毂比分类 按照轮毂直径和叶轮外径之比即轮毂比，轴流通风机有低压、中压和高压型式之分，这表示在给定的流量下，轴流通风机所产生的压力是低的、中等的或高。若轮毂比低于0.4则认为是低压（或低轮毂比）型轴流通风机，轮毂比大于0.71时，则认为是高压（或大轮毂比）型轴流通风机，轮毂比介于0.4?0.71之间的则被认为是中压（或中轮毂比）型轴流通风机。 3）按用途分类 轴流通风机使用广泛，按用途分主要有：矿井轴流通风机：用于矿井主卷道通风的为矿井主 轴流通风机（主扇）；用于矿井采掘工作面等局部区域通风的为矿井局部轴流通风机（局扇）. 电站轴流通风机：用于火力发电厂为锅炉配套的轴流通风机，有送风机、引风机等。 纺织轴流通风机：用于纺织车间通风换气.隧道轴流通风机：用于隧道通风换气。消防排烟 轴流通风机：高层建筑消防排烟之用。冷却塔轴流通风机：和机力通风冷却塔相配套使用。空冷器轴流通风机：和石油化工行业大量使用的空气冷却器相配套；是空气冷却器重要组成部分。 般用途轴流通风机：用于工厂和建筑物通风换气或采暖通风 特殊需用的轴流通风机：如舰艇、气垫船、内燃机车等使用的轴流通风机。 还有其它用途的轴流通风机，这里不再一一叙述4）按材质分类可分为金属和玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢）轴流通风机。
水轮机课程设计
第一章 水轮机的选型设计 1.1水轮机型号选定 一、水轮机型式的选择 根据原始资料，该水电站的水头范围为59.07-82.9m ，电站总装机容量56万千瓦，拟选2、3、4、5台机组，平均水头为75.43m ，最大水头为82.9m ，最小水头为59.07m 。 水轮机的设计水头估算为m H r 72= 按中国水轮机的型谱推荐的设计水头与比转速的关系， 水轮机的比转速s n : 2162072 2000202000=-=-=H n s m.KW 根据原始资料，适合此水头范围的水轮机类型有斜流式和混流式。 又根据混流式水轮机的优点： （1）比转速范围广，适用水头范围广，可适用30～700m ； （2）结构简单，价格低； （3）装有尾水管，可减少转轮出口水流损失。 故选择混流式水轮机。 因此，选择s n 在216m.kw 左右的混流式水轮机为宜。 根据表本电站水头变化范围(H=59.07-82.9m)查《水电站机电设计手册—水力机械》1-4]
适合此水头范围的有HL220-46。 二、拟订机组台数并确定单机容量 表1-1 机组台数比较表 1.2 原型水轮机各方案主要参数的选择 按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定为2台,3台,4台,5台四种方案进行比较。 基本参数， 模型效率：89.0=M η，推荐使用最优单位流量： h m 315.1，最优单位转速：m in 7011r n r =，最优单位流量：s l Q r 115011=。 一、2台机组（方案一） 1、计算转轮直径 装机容量22万千瓦，由《水轮机》325页可知：水轮机额定出力： kw N P G G r 3.28571498 .0280000===η 上式中： G η-----发电机效率,取0.98 G N -----机组的单机容量（KW ）
班级： 08G43 专业：水电站动力设备与管理作者：陈圣锦 学号：2008550243019
目录 ◆水轮机课程设计的目的和任务 ◆水轮机的简介 ◆水轮机设计的原始资料 ◆水轮机设计的要求 ◆水轮机的设计步骤 1）机组台数的选择 2）水轮机型号的选择 3）水轮机主要参数的选择 4）机组安装高度的确定 ◆水轮机设计的参数校核 ◆心得体会 附：水轮机运转特性曲线图
一、课程设计的目的和任务 a、目的：通过水轮机的课程设计，将各种水轮机的性能参数整理并绘制成不同形式的曲线，它是与水轮机课程教学相辅助的一个理论学习的环节，也是课程教学中一个必不可少的环节。通过水轮机课本章节的相关理论知识的学习后，再通过课程设计的环节以达到巩固和加强理论知识的目的，进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力；此外，通过课程设计更进一步掌握造型、设计、参数等程序内容，提高了学生查阅资料和动手实践的能力。 b、课程设计的任务：通过所给的原始资料，根据要求明确水轮机的基本工作参数（包括水头H、流量Q、转速n、效率 、出力P、吸出高度H S、转轮直径D、水轮机型号、机组台数、装置方式等），整理并绘制成不同形式的曲线，即获得水轮机的特性曲线图。 二、水轮机的简介 水轮机是一种将河流中蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，当水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机，将旋转机械能转换成电能。与发电机连接成的整体称为水轮发电机组，它是水电站的主要设备部分。水电站是借助水工建筑物和机电设备设备将水能转换成为电能的企业，在未来，水能资源的开发和利用将成为资源开发利用的主导能源，所以，水轮机的设计开发对我国水能资源的开发起到很大的推进作用。水轮机大致分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机；反击式水轮机。转轮利用水流的压力能和动能做工的水轮机称为反击式水轮机。其特征是：压力水流充满水轮机的整个流道，水流流经转轮叶片时，受叶片
（冶金行业）矿用轴流式通风机工作原理和应用状 态
矿用轴流式通风机工作原理和应用现状 矿用风机作为矿山安全生产的主要技术装备，是矿井通风系统的重要组成部分，是矿井安全生产和灾害防治的基础。矿用风机产品质量的优劣，运行安全稳定和否，检测和调节、控制方法是否可信可靠，都至关重要。 2.1轴流式通风机工作原理 轴流式通风机（下图）主要部件有叶轮3、5，导叶2、4、6，机壳10，主轴8等。叶轮由叶片和轮毂组成，叶片断面成机翼型，且以壹定的安装角装在轮毂上。当叶轮由主轴拖动旋转时，叶轮流道中的气体受到叶片的作用而增加能量，经固定的各导叶校正流动方向后，以接近轴向的方向通过扩散器7排出。 1-集流器;2-前导叶;3-第壹级叶轮;4-中导叶;5-第二级叶轮; 6-后导叶;7-扩散器;8-主轴;9疏流器;10-外壳 图2.1轴流式通风机示意图 2.2主扇发展应用基本情况 20世纪50年代初至70年代末，我国矿山使用的矿井轴流主扇几乎都是仿制苏联BY型的ZBY、70B和K70等型风机(统称为70B2型)。风量范围7~160m3/s，静压范围400~5900Pa。这类通风机是根据原苏联的煤矿通风网路参数设计的高风压、中小风量型主扇，最高静压效率仅有70%左右。 在20世纪70年代沈阳鼓风机厂研制出了62A型单级主扇，其全压、风量参数基本上适合我国的矿井通风网路。但因其本机效率未达到设计要求，相差甚远，没有进壹步改进和完善就停止生产了。在此基础上于20世纪80年代，该厂参考原苏联中央流体动力研究所提供的通风机气动略图和特性曲线，又研
制推出了2K60型轴流式通风机，风量范围为20~400m3/s，静压范围为2000~5000Pa，最高静压效率为80%左右。比70B2型风机约提高10%。全压效率在80%之上的风范围量比值为1.8，静压范围比值为1.43。可逆转反风，反风率在60%之上。2K60和2K58型矿井通风机在煤矿比较受欢迎，20世纪80年代在煤矿和少量金属矿山中共推广应用了500台左右。但在运行了几年后，随着叶片安装角度的提高达到25度之上，第II级叶轮开始出现叶片撕裂和叶柄折断等质量事故，较为严重的是在平顶山矿物局七矿，几天之内俩台主扇连续发生这种事故。据不完全统计，仅在1985至1990年间，原中国统配煤矿总X公司就有26个矿58台主扇风机出现过设计和制造质量问题。这不仅影响了矿山的正常生产，造成较大的经济损失，而且仍严重威胁井下矿工的生命安全和矿井安全。通过对事故调查分析，认为通风机在设计和制造工艺方面有诸多不足之处。 沈阳鼓风机厂生产的改进型2K60和沈阳风机厂生产的改进型2K58主通风机，经工业性运转试验达到要求后，使我国常规型号的矿井主通风机的安全可靠性有了较大程度的提高。 随着矿井通风技术的发展和矿用风机技术的不断进步，许多风机厂家都在致力于开发新型高效节能风机。经过近20多年来的努力，我国矿用主扇的形式发生了较大的变化，到1995年底，相继研制出了BDK、BK、2K56、GAF 和KZS等新型煤矿用主扇。 BDK65系列大型防爆主扇的风量范围18~420m3/s，静压范围l000~4500Pa，最高装置静压效率达86%；BK54系列中、小型防爆主扇的风
课程设计报告 题目：能量转换机械创新综合设计——水轮机课程设计 姓名：xxx 学号：xxx 班级：xxx 2014年 6 月24 日
目录 目录 (1) 课程设计任务书 (2) 1. 课程设计的目的和要求 (2) 2. 基本参数 (2) 3. 课程设计的任务 (3) 第一章水轮机的选型设计 (3) 1.水轮机型号选择 (3) 已知参数 (3) 2. 水轮机基本参数的计算 (5) 一.转轮直径1D的计算 (5) 二.效率 的计算 (6) 三．转速n的计算。 (6) 4. 水轮机设计流量的计算 (7) 5. 几何吸出高度Hs的计算 (7) 6.飞逸转速nR的计算 (7) 7. 转轮轴向水推力Ft的计算 (7) 8. 检验水轮机的工作范围 (8) 第二章水轮机运转特性曲线的绘制 (9) 1.等效率曲线的计算 (10) 2. 机组出力限制线的计算 (12) 3.等吸出高度线的计算 (12) 第三章蜗壳设计 (14) 1.蜗壳型式的选择及参数 (14) 2.蜗壳进口断面的计算 (16) 3.椭圆断面的计算 (20) 第四章尾水管设计 (21) 第六章参考文献 (24) 第七章附录 (25) 1. 水轮机的运转综合特性曲线 (25) 2. 蜗壳断面图 (25) 3. 尾水管单线图 (25)
课程设计任务书 1. 课程设计的目的和要求 课程设计是水轮机课程教学计划中的一个重要环节，是培养学生综合运用所学理论知识解决工程实际问题的一次系统的基本训练。通过水轮机课本章节的相关理论知识的学习后，再通过课程设计的环节以达到巩固和加强理论知识的目的，进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力，使学生学会查阅、收集、整理和分析相关文献资料；熟悉水轮机选型设计阶段的内容，针对给定任务能提出合理的设计方案并得出正确的计算结果。 2. 基本参数 电站总装机容量：3000 MW 电站装机台数：4台 水轮机安装高程：2241.5m 最大工作水头 H：220m max 最小工作水头 H：192.1m min 设计工作水头 H：205m r 加权平均工作水头 H：210.5 m a
. ... 轴流通风机安装施工工艺标准 (标准编号) 1. 适用范围 本工艺标准适用于高、中、低压的各类轴流式通风机的安装工程，包括一般通风换气用轴流式通风 机、锅炉轴流式通风机、矿井轴流式通风机、隧道轴流式通风机及其他用途轴流式通风机（如冷却塔用 轴流式通风机）等。 2. 施工准备 2.1 技术准备 2.1.1 安装前，应掌握有关设备安装的技术资料，包括设备参数表，施工图纸，供货商提供的安装 或装备详图，安装运行和维护手册，基础要求、载荷、紧固件有关资料等； 2.1.2 有关施工标准规范 （1）《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98 （2）《化工机器安装工程施工及验收通用规范》HG20203-2000 （3）《化工设备安装工程质量检验评定标准》HG20236-93 （4）《一般用途轴流式通风机技术条件》GB/T13274-91 2.2 作业人员 2.2.1 参加轴流式通风机安装作业人员主要包括设备安装工程师、钳工、电工、电焊工、气焊工、 起重工、架子工等，人员数量根据工程量大小和工期要求配置。 2.2.2 上述各作业工种人员必须经过技术培训并经考试合格，持相关作业的上岗操作证。 2.3 设备、材料 2.3.1开工验收：安装轴流通风机前，应由厂家、业主（总承包商，工程监理）、安装单位共同对设备进行开箱验收。将现场的实物与装箱清单核对。随机文件及配件应齐全，将破损件，缺件填写在开 箱记录清单上。 2.3.2 施工用的辅助材料如型钢、电焊条、垫铁、地脚螺栓等，应使用厂家指定产品，非指定产品 必须要求材料供应商提供材料的材质证明及合格保证。 2.3.3 风机润滑油（脂）等应按风机说明书要求选用，一般由建设单位供应。 2.3.4 风机备品备件应按原设备装配图型号选用，并应对材质外观质量、尺寸等进行测量检查。 2.4 主要机具 2.4.1 施工机具：吊机，卷扬机、倒链（根据风机重量、安装位置等选用）、电焊机、电气焊工具、千斤顶、各类扳手、拉马、铁锤、铜棒等。 2.4.2 测量器具：水准仪、框式水平仪、游标卡尺、塞尺、钢板尺、百分表、线坠、连通管等。 以上测量器具必须具有相关单位检验合格证，并在有效期内。 2.5 作业条件 2.5.1 图纸会审、技术交底已进行，安装方案已经批准。 2.5.2 风机基础施工完毕并符合中交条件。 2.5.3 设备具备交付条件，备品、备件、专用工具能满足安装和试运要求。
水轮机课程设计 说明书 姓名： 学号： 学院：水利水电学院 班级： 指导老师：
目录 一、水轮机选型及参数计算 1.已知参数 (1) 2.水轮机型号选择 (1) 3.水轮机基本参数计算 (1) 二、水轮机运转特性曲线的绘制 1.等效率曲线的绘制 (3) 2.等吸出高度线绘制 (4) 3.出力限制线绘制 (5) 三、蜗壳设计 1.蜗壳型式及基本参数的选择 (6) 2.进口断面计算 (6) 3.圆断面计算 (7) 4.椭圆形断面计算 (8) 四、尾水管设计 1.尾水管形式的选择 (9) 2.尾水管高度的确定 (9) 3.尾水管各部分尺寸的计算 (9) 蜗壳平面图 (10) 蜗壳单线图 (11) 尾水管图 (12)
一、水轮机选型及参数计算 1.已知参数 装机容量580.00MW ；装机台数4台；单机容量145MW ； max H =84.5m ； min H =68.00m ； r H =73.00m ； a H =71.2m 水轮机安装高程?580.00m 2.水轮机型号选择 s n = H 2000 -20= 73 2000-20=214.08（m·kw） 可以选择HL220型水轮机 3.水轮机基本参数计算 （1）计算转轮直径1D 。水轮机额定出力： r P == G G N η14795998.0145000=KW 取最优单位转速=110n 71.0r/min 与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，则14.1r 11=Q （s /m 3），对应的模型效率%89=M η暂取效率修正值 % 3=?η，则设计工况原型水轮机效率 92.003.089.0=+=?+=ηηηM ，水轮机转轮直径1D 为 m 80.492 .07314.181.9147959 81.95 .15 .111r 1=???= = η r r H Q P D 取标准值1D =5m 该方案水头高于40m,故应使用金属蜗壳，则使用水轮机型号为 HL220-LJ-500 （2）效率η 的计算 944.05 46.0)91.01(1） -1（-155110max =--==D D M M ηη 024.092.0944.0=-=?η 914.0024.089.0=+=η （3）转速n 的计算