第四章 轴流风机的设计

第四节引风机一引风机的结构特点动叶可调轴流式送风机一般包括：进口消音器、进口膨胀节、进口风箱、机壳、转子、扩压器、联轴器及其保护罩、调节装置及执行机构、液压及润滑供油装置和测量仪表、风机出口膨胀节、进、出口配对法兰。

电动机通过中间轴传动风机主轴。

1 进气箱(52.00)、扩压器(55.00)进气箱和进气管道，扩压器和排气管道分别通过挠性进气膨胀节和排气膨胀节连接；进气箱和机壳、机壳与扩压器间用挠性围带连接。

这种连接方式可防止振动的传递和补偿安装误差和热胀冷缩引起的偏差。

进气箱中心线以下为成弧形结构，减小进气箱进气损失，并相对减小了气流的脉动，有利于提高风机转子的做功效率。

进气箱、扩压器、机壳保证相对轴向尺寸，形成较长的轴向直管流道，使风机气流流动平稳，减少了流动损失，提高了抗不稳定性能，保证了风机装置效率。

进气箱和扩压器均设有人孔门，便于检修。

进气箱有疏水管。

2 机壳(51.00)机壳具有的水平中分面以及机壳前后的挠性围带连接，很容易拆卸机壳上半，便于安装和检修转子部。

3 转子转子由叶轮、轴承箱、中间轴、液压调节装置等组成。

3.1 轴承箱(11.00)为整体结构，借助两个与主轴同心的由圆柱面内置于机壳内筒中的下半法兰上，轴承箱两个法兰的下半部分与机壳内圆筒的相应法兰用螺栓固定。

机壳上半内筒的法兰紧压轴承箱相应法兰。

在主轴的两端各装一个滚柱轴承用以承受径向力，为了承受轴向力，在近联轴器端装有一个向心推力球轴承，承担逆气流方向的轴向力。

轴承外侧装有氟橡胶制的径向轴密封，防止漏油。

轴承的润滑和冷却借助于轴承箱体内的油池和外置的液压润滑联合油站。

为防止烟气温度的影响，对主轴承箱外表面及油管进行附加冷却，在风机一侧装有冷却（密封风机）。

置于整体式轴承箱中的主轴承为油池强制循环润滑。

当轴承箱油位超过最高油位时，润滑油将通过回油管流回油站。

润滑油和液压油均由25 l/min的公用油站供油。

3.2 叶轮(10.00)叶轮轮壳采用低碳合金钢（后盘及承载环为锻件）通过多次焊接后成型，强度、刚度高，叶轮悬臂装在轴承箱的轴端。

（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。

轴流风机气动性能的仿真与研究第一章：引言轴流风机是一种常见的空气加压和输送设备，广泛应用于大型热电厂、工业厂房、船舶、飞机等领域。

因此，轴流风机的气动性能对于设备的正常运行和工业生产的质量具有重要的意义，同时也是工程机械和航空航天等领域的研究热点。

本文将围绕轴流风机的气动性能进行研究和仿真分析，以期对相关工程问题提供一定的参考。

第二章：轴流风机的工作原理及气动性能参数分析轴流风机的工作原理是通过风机叶轮的运转，驱动流体在风机叶片上转动，并将流体压缩和加速，从而产生气流。

轴流风机气动性能参数主要有：流量、压力、效率、动叶尖间隙等。

1. 流量轴流风机的流量是指单位时间内通过叶轮的流体体积，也称排风量。

通常使用风机的空气羽流量Q，即单位时间内流过风机的空气体积。

可以用式子Q = ωVT（公式1）来表示，其中ω为叶轮转速，V为出口风速，T为风机效率。

2. 压力轴流风机的压力是指风机强制流体运动时形成的系统压强。

通常使用风机的压头H来衡量风机压力。

压头是指风机入口处和出口处的压强差，可以用公式H = Δp/ρ（公式2）来表示，其中Δp为入口与出口处的压力差，ρ为空气密度。

3. 效率轴流风机的效率是指总功率与轴功率之比，反映了风机机械输入能量的利用效率。

可以用公式η = P/Q（公式3）表示，其中P为风机输入功率，Q为风机排风量。

4. 动叶尖间隙轴流风机的叶轮与壳体之间的间隙被称为动叶尖间隙，它直接影响到轴流风机的流量、压力和效率。

动叶尖间隙越大，回流越大，流量和压力降低；间隙越小，阻力大，效率降低。

因此，动叶尖间隙的优化设计对轴流风机气动性能具有重要的影响。

第三章：轴流风机气动性能的仿真分析轴流风机的气动性能仿真分析是工程领域研究的重要方法之一，具有重要的实用价值。

本章将从轴流风机的数值模型、边界条件、计算方法和结果分析等方面进行描述。

1. 轴流风机的数值模型轴流风机的数值分析模型可以采用三维模型，包括风机叶轮、静叶、进出口等部分。

第四章通风动力本章重点和难点1、自然风压的产生、计算、利用和控制2、轴流式和离心式主要通风机特性3、主要通风机的联合运转4、主要通风机的合理工作范围欲使空气在矿井中源源不断地流动，就必须克服空气沿井巷流动时所受到的阻力。

这种克服通风阻力的能量或压力叫通风动力。

由第二章可知，通风机风压和自然风压均是矿井通风的动力。

本章将就。

对这两种压力对矿井通风的作用、影响因素、特性进行分析研究，以便合理地使用通风动力，从而使矿井通风达到技术先进、经济合理，安全可靠。

第一节自然风压一、自然风压及其形成和计算自然风压和自然通风图4-1-1为一个简化的矿井通风系统，2-3为水平巷道，0-5为通过系统最高点的水平线。

如果把地表大气视为断面无限大，风阻为零的假想风路，则通风系统可视为一个闭合的回路。

在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致Array两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。

其重力之差就是该系统的自然风压。

它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。

在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向和冬季相反。

地面空气从井口5流入，从井口1流出。

这种由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。

图4—1—1 简化矿井通风系统由上述例子可见，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。

根据自然风压定义，图4—1—1所示系统的自然风压H N 可用下式计算：gdZ gdZ H N ⎰⎰-=532201ρρ 4-1-1 式中 Z —矿井最高点至最低水平间的距离，m ；g —重力加速度，m/s 2；ρ1、ρ2—分别为0-1-2和5-4-3井巷中dZ 段空气密度，kg/m 3。

由于空气密度受多种因素影响，和高度Z 成复杂的函数关系。

因此利用式4-2-1计算自然风压较为困难。

为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，用其分别代替式4—1—1中的ρ1和ρ2，则(4-1-1)可写为：H Zg N m m =-()ρρ12 4-1-2二、 自然风压的影响因素及变化规律自然风压影响因素由式4-1-1可见，自然风压的影响因素可用下式表示：H N =f (ρZ ）=f [ρ(T,P ,R ，φ)Z ] 4-1-3影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而影响空气密度又由温度T 、大气压力P 、气体常数R 和相对湿度φ等因素影响。