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離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程

The Software System of Individuality Design of Centrifugal Fan

劉光鑄 戴繼雙 / 沈陽透平機(jī)械股份有限公司

摘要: 介紹了離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程的功能和特點(diǎn)。舉例說明應(yīng)用個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有很強(qiáng)的市場競爭力和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞： 離心式通風(fēng)機(jī) 個(gè)性化設(shè)計(jì) 軟件工程
中圖分類號:TH432 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
文章編號:1006-8155(2005)04-0029-03
Abstract: The function and characteristic of centrifugal fan individual design software is intrduced.The product designed by individuality software system being of great market competitive power and more economic benefit are explained by examples.
Key words: Centrifugal Fan Design of individuality Software system

1 引言

什么叫離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)？就是針對一個(gè)特定用戶提出的氣動(dòng)性能參數(shù)及使用條件，設(shè)計(jì)者應(yīng)設(shè)計(jì)出一種專用的離心通風(fēng)機(jī)，除了滿足用戶的使用條件外，還應(yīng)保證用戶需求的性能參數(shù)（即正常運(yùn)行工況）處于風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能曲線的最高效率點(diǎn)，至少應(yīng)處于高效區(qū)域內(nèi)，以達(dá)到最佳節(jié)能目的。

世界能源緊缺，風(fēng)機(jī)是耗能大戶，尤其大中型風(fēng)機(jī)耗能都在每小時(shí)幾百、幾千千瓦。如果把風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率提高十個(gè)百分點(diǎn)，那么每小時(shí)就能節(jié)省幾十或幾百千瓦，若以耗能為200kＷ或2000kＷ為例，那么一年可節(jié)電17.52 ～ 175.2萬kＷ·h ，若以每度電價(jià)0.4元計(jì)算，那么每年可節(jié)省7.008 ～ 70.08 萬元。關(guān)鍵是在全國供電緊張的情況下，節(jié)省下的電力會(huì)帶來更大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

在1997年11月1日 國家頒發(fā)的“節(jié)約能源法”和相關(guān)的節(jié)約能源文件中己經(jīng)提出禁止制造和銷售低效率的風(fēng)機(jī)，在節(jié)能措施中也提出要提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率。提高風(fēng)機(jī)的效率和運(yùn)行效率己成為風(fēng)機(jī)行業(yè)不可推卸的責(zé)任，也是風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，也是參與市場競爭的手段之一。

根據(jù)筆者了解,離心通風(fēng)機(jī)在用戶現(xiàn)場的運(yùn)行效率都很低，普遍存在‘大馬拉小車’的現(xiàn)象。分折風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低的主要原因：其一是用戶提出的所需求的性能參數(shù)（即運(yùn)行工況參數(shù)）不準(zhǔn)確，甚至偏差很大，一般說偏差越大運(yùn)行效率越低。即是實(shí)現(xiàn)了離心通風(fēng)機(jī)的個(gè)性化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)工況處于高效率區(qū)，但實(shí)際運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)工況很遠(yuǎn)，那么運(yùn)行效率一樣會(huì)很低的。其二是目前風(fēng)機(jī)制造行業(yè)，絕大部分制造廠，都處于選型銷售，有個(gè)別制造廠采用了變形設(shè)計(jì)；但這些都很難保證用戶所需求的性能參數(shù)處于高效率區(qū)域內(nèi)[1] 。

2 離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件的介紹

基于客觀的要求本人開發(fā)了離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程，風(fēng)機(jī)制造廠的設(shè)計(jì)者掌握本軟件后就可以進(jìn)行離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)和制造，保證用戶所需求的性能參數(shù)處于高效率區(qū)域內(nèi)。關(guān)于用戶提出的所需性能參數(shù)的準(zhǔn)確性問題，這是存在多年的大難題，但是可以通過相關(guān)部門聯(lián)合研究攻關(guān)解決。對于己在現(xiàn)場運(yùn)行效率很低的風(fēng)機(jī)，可以去現(xiàn)場測試，測試出真實(shí)的運(yùn)行性能參數(shù)，再應(yīng)用個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程對現(xiàn)場風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，僅對轉(zhuǎn)子和機(jī)殼的部分零件進(jìn)行更換，讓運(yùn)行工況處于高效率區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

2.1 離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程的功能

（１）用于離心通風(fēng)機(jī)的個(gè)性化設(shè)計(jì)。

（２）派生新型模型級。

（３）風(fēng)機(jī)的選型計(jì)算。

2.2 離心通風(fēng)機(jī)個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程的特點(diǎn)

（１）本軟件數(shù)據(jù)庫中儲(chǔ)存了18種常用氣體的物性參數(shù)，可以用來計(jì)算各種常用混合氣體的物性參數(shù)，可以作干、濕混合氣體的物性參數(shù)計(jì)算。很方便計(jì)算出輸送介質(zhì)的密度、氣體常數(shù)、絕熱指數(shù)等。

（２）本軟件可以進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)的換算，將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的流量換算為進(jìn)口狀態(tài)的流量，還可以作流量單位的換算。

（３）本軟件數(shù)據(jù)庫中儲(chǔ)存了幾十種具有高效率的模型級的氣體動(dòng)力特性參數(shù)和幾何尺寸參數(shù)，流量系數(shù)：0.019～0.55，全壓系數(shù):3～14，比轉(zhuǎn)數(shù):15～81，其性能基本上覆蓋了離心通風(fēng)機(jī)常用模型級的性能范圍。目前市場上所需求的各種離心通風(fēng)機(jī)都可以用本軟件工程來進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)計(jì)算。得到具有競爭性的報(bào)價(jià)方案。

（４）氣體物性參數(shù)的數(shù)據(jù)庫和模型級的數(shù)據(jù)庫都可以根據(jù)需要隨時(shí)添加。

（５）本軟件工程的氣體動(dòng)力特性計(jì)算是基于相似理論，其葉片寬度切割對氣動(dòng)參數(shù)影響的修正是在程序中引入了專家工程，使計(jì)算的氣動(dòng)特性具有很大的可靠性。

（６）本軟件工程可計(jì)算出完整的氣動(dòng)特性參數(shù)，有因次的或無因次的特性參數(shù)，還可繪制特性曲線，為制作報(bào)價(jià)資料提供很大的方便。

（７）本軟件工程可很快計(jì)算出設(shè)計(jì)產(chǎn)品的完整的流道幾何尺寸，供設(shè)計(jì)者能很快地設(shè)計(jì)出供制造的產(chǎn)品圖紙。

（８）本軟件工程不僅適用于單一工況的個(gè)性化設(shè)計(jì)，同樣適用于多工況的個(gè)性化設(shè)計(jì)。

（９）根據(jù)用戶需要本軟件工程可以配備離心通風(fēng)機(jī)的噪音預(yù)算軟件。

（10）根據(jù)用戶需要本軟件工程中可配置臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算程序。

（11）根據(jù)用戶需要本軟件工程中可配置葉輪輪盤強(qiáng)度計(jì)算程序。

3 舉例說明

下面將舉幾個(gè)計(jì)算例題來說明用個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的優(yōu)越性，以及節(jié)能效果。

3.1 選用標(biāo)準(zhǔn)型號與個(gè)性化設(shè)計(jì)的性能比較實(shí)例 1

用戶需求的性能參數(shù)如下：

輸送介質(zhì)為空氣

進(jìn)口容積流量 qV0 = 57150 m3/h , 進(jìn)口壓力 pJ =101325 Pa ,

進(jìn)口溫度 TJ = 20 ℃ , 全壓 ptf =13808 Pa ,

若按風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)手冊選型：可選取9-19No16 風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)為：

進(jìn)口容積流量 qV0 = 57150 m3/h , 進(jìn)口壓力 pJ =101325 Pa ,

進(jìn)口溫度 TJ = 20 ℃ , 全壓 ptf =13808 Pa ,

內(nèi)效率 ηin =0.745 內(nèi)功率 Pin =280.88 kW

所需功率 P =329.6 kW 電機(jī)功率 Pt =410 kW

葉輪外徑 D2 = 1.6 m 轉(zhuǎn)速 n = 1450 r/min

若所需性能參數(shù)相同，用個(gè)性化設(shè)計(jì)軟件工程設(shè)計(jì)計(jì)算所得到的結(jié)果是：原始模型級選9-26，經(jīng)過切割葉片而得到新機(jī)型（相當(dāng)?shù)男吞枮?-39），其性能參數(shù)為：

進(jìn)口容積流量 qV0 = 57150 m3/h , 進(jìn)口壓力 pJ =101325 Pa ,

進(jìn)口溫度 TJ = 20 ℃ , 全壓 ptf

型號
葉輪直徑

(mm)工況風(fēng)量

(m3/h)全壓

(pa)轉(zhuǎn)速

(rpm)裝機(jī)容量

(KW)A聲級

dB(A)重量

(Kg)

5

500
5220
4860
3950140
210
230
1450

0.75

≤78

98


5.5

550
7250
6840
5420115
220
230
1450

1.1

≤78

110


6

600
11000
9120
7840152
250
300
1450

1.5

≤79

140


6.5

650
14580
12690
10820190
280
320
960

2.2

≤82

170


7

700
17240
15210
10820270
310
350
960

3

≤84

208


8

800
23680
20540
16840230
310
350
960

3

≤85

216


9

900
28400
25420
21450250
320
350
960

4

≤86

200


10

1000
35210
30820
25460210
320
350
960

5.5

≤87

245


11

1100
40620
34100
3045021O
330
350
960

5.5

≤88

310


12

1200
53420
51480
43500320
350
400
720

11

≤90

350


13

1300
58540
53680
50410330
400
450
720

11

≤92

390



15


1500
72860
68750
58420350
420
480
720


15


≤93


560

HTF-D型低速低壓消防高溫排煙風(fēng)機(jī)性能參數(shù)表


模壓風(fēng)機(jī)
通風(fēng)降溫系統(tǒng)
養(yǎng)殖廠排風(fēng)機(jī)

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