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   通風(fēng)機(jī)在輸送含有大量粗粒子的空氣時給設(shè)計(jì)帶來一系列的嚴(yán)重問題。其中防止粒子粘附于葉輪上是產(chǎn)個相當(dāng)重要的間題,同時,還必需設(shè)法使葉輪的磨損降低到最小。已設(shè)計(jì)出了滿足這些要求的特殊軸流葉輪和離心葉輪。    大約在30或40年前,大都是采用葉片很陡,出口角往往是90的離心式葉輪。葉片出口角取90,則有可能防止粒子的附。不過其效率就不得不降低至約60~70%。這時,具有機(jī)翼型葉片,效率高達(dá)80%的軸流式通風(fēng)機(jī)業(yè)已設(shè)計(jì)成功曾試圖將這種型式的通風(fēng)機(jī)用于輸送含有大量粒子的氣體中。不幸的是,它的磨損是如此之大,以至在抽風(fēng)機(jī)中根本無法使用。它的磨損正好發(fā)生在機(jī)翼型葉片上那些對機(jī)翼空氣動力特性起著決定性作用的部位,即在機(jī)翼吸入面的前部,這表明這種通風(fēng)機(jī)的效率將劇烈地下降。往往這種通風(fēng)機(jī)的效率在使用了幾天以后即會降低。    改進(jìn)這種通風(fēng)機(jī)導(dǎo)出了一種完全新型的軸流式通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì),即所謂的子年加速軸流式通風(fēng)機(jī)。這種通風(fēng)機(jī)的子午面積沿氣流方向逐漸變小。而且由于其加速氣流的關(guān)系,葉片流道可不用機(jī)翼型而用薄板來構(gòu)成。雖然如此,它的效率卻達(dá)到了80%或更高些。更重要的是,不可避免的磨損并沒有使其效率降低。以后即出現(xiàn)了兩種型式的軸流式通風(fēng)機(jī)。一種是由席希特研制的等壓型軸流式通風(fēng)機(jī)另一種是不等壓型軸流式通風(fēng)機(jī)[17)。過去,幾乎完全采用這兩種型式的通風(fēng)機(jī)。然而,大約在40年前出現(xiàn)了一種效率高達(dá)90%的離心式通風(fēng)機(jī)。因此人們也試圖將這些新型的通風(fēng)機(jī)應(yīng)用于排風(fēng)(1)。但是,試驗(yàn)開始后不久即發(fā)現(xiàn)了很嚴(yán)重的運(yùn)轉(zhuǎn)問題。通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生很大的振動,以致不得不停車。檢査通風(fēng)機(jī)后發(fā)現(xiàn),在葉片的非工作面上沉積了很厚的一層灰塵粒子從而大大地減小了葉片流道間的空間。當(dāng)通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,這些粒子會突然從葉片上飛逸,因此造成了通風(fēng)機(jī)的振動和不穩(wěn)定性。這樣,通風(fēng)機(jī)就不得不停車。為了克服這一同題,最初的辦法是采用一個小的拉伐爾噴管,噴管靠壓縮空氣吹氣,并且每隔一定的時間沿整個葉片寬度來回慢慢地移動。   圖109d示出了這種裝置。沉積在葉片上的灰塵粒子層就好象是被金屬刀具切割掉那樣被吹除。根據(jù)所輸送氣體中粒子的性質(zhì)可以每隔幾天或一星期吹除一次。某些這樣的裝置現(xiàn)今仍在滿意地運(yùn)轉(zhuǎn)。但是,這一問題的合理解決辦法應(yīng)該是采用徑向葉片的通風(fēng)機(jī),這樣就不會有粒子粘附在葉片上。這種通風(fēng)機(jī)將達(dá)到最大可能高的效率和最小的磨損。 粒子的直徑在設(shè)計(jì)時是一個重要的因素。試驗(yàn)指出,只有非常微小的粒子才粘附在葉片上。粒子在進(jìn)入葉輪和在葉片流道中流動時被分離成兩股氣流。由于在進(jìn)入葉輪時有一個90°的轉(zhuǎn)彎,所以較大的粒子將沖撞在葉輪的后盤上,而后即沿著后盤流動。但較小的子被較早地帶著轉(zhuǎn)動,并由向著葉輪后盤流動的較大粒子中分離出來。圖10a示出了這種情況。這里要指出粒子 入葉輪以后,管道對固體粒子不再起抽吸作用。粒了將或多或少地彈跳于葉片的工作面上,并且還會反彈回來或繼續(xù)著滑動或滾著過去。這種分離情況如圖110a所示。其中較大的粒子直接沿葉片的工作面流動,而非常微小的粒子則沿非工作面滑動。微小拉子粘附作用的解釋是由素流和摩擦的研究結(jié)果得出的。這些研究所得到的許多重要結(jié)果之一是：一塊完全浸沒在液體中的平板,它的粗糙度只有在懸浮于液體中的粒子超過了一定的尺度時方オ起較大的作用。其解釋是這樣的,即使在素流情況下也會產(chǎn)生一層很的層流平面層,即層流邊界層。在該邊界層內(nèi)的任何形式之粗糙度均會被其平滑地鋪平,從而不會引起層流的橫向力增加。這些力的數(shù)值可以相當(dāng)準(zhǔn)確地確定,并可由下式計(jì)算出：                   Wk/v≈100 式中：               W——自由流體的速度               k——不會產(chǎn)生水力粗度時的粒子尺寸 于是在邊界層中的粒子尺寸就可以按自由流體的速度來確定。除此以外,各種材料的平均粗糙度還與材料的加工過程有關(guān)。對一般軋制的鋼板,其平均的凹凸度大約是0.05~0.12毫米,即50~120μ。 以下我們按相對速度為25米/秒進(jìn)行計(jì)算。由此得到圓周速度為其2倍,即約50米/秒。這樣,據(jù)上述公式即得到 k=100v/W=100x15x10-8/25x106μ=60μ 由此看出,粗糙度在60μ范固內(nèi)將不會產(chǎn)生大的影響,事實(shí)上,粘附于葉片非工作面上的粒子,在大多數(shù)情況下它的尺寸均小于60μ。所以這些小粒子就可能沉積在鋼板制造的葉片表面的凹坑中。在這種情況下,這些粒子是處于邊界層內(nèi)而不會暴露于氣流中。現(xiàn)在,我們來分析這種粒子的情況。 圖110b示出了在這種情況下的一個小粒子。作用于粒子上的離心力由法向力N和切向力T組成。根我們所熟知的摩擦定律,如果&bea;角大于粒子和壁間的摩擦角,則粒子將發(fā)生滑動。這就是說,葉片角必須略大于摩擦角。圖110c簡單地示出了較大粒子的情形。很明顯,粒子受到速度W的影響,面W取決于邊界層的厚度。作用在粒子上的力為離心力z和阻力W。它們的合力R向圓周速度的反方向偏了一個很小的角度△&bea;。這就表示摩擦角應(yīng)該增加一個△&bea;角,或如果摩擦角為&bea;時,這些粒子應(yīng)該已經(jīng)開始滑動了。圖110示出了以下的關(guān)系式：             △&bea;=Wcos&bea;/Z 和前面一樣,我們假設(shè)該處速度為25米/秒,粒子直徑為2毫米,并再假設(shè)阻力的二次方定律。此外再假設(shè)阻為系數(shù)ξ=0.5,該處葉片的彎曲半徑=1米。如果用d表示粒子的直徑,利用這些數(shù)值即可得到以下的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果:          

一、風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的軸承和軸承座 有些風(fēng)機(jī)的軸由風(fēng)機(jī)進(jìn)口或緊靠風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的軸承和軸承座來支撐的。這些部件會對風(fēng)機(jī)進(jìn)口的氣流有所影響,繼而影響風(fēng)機(jī)的性能,影響的大小取決于與風(fēng)機(jī)進(jìn)口相關(guān)的軸承及軸承座的大小。軸承和軸承座的位置,也會對風(fēng)機(jī)進(jìn)口的氣流造成影響。 二、阻礙進(jìn)口的驅(qū)動機(jī)構(gòu)護(hù)    有些風(fēng)機(jī)要求在其進(jìn)口區(qū)域有一個帶式傳動護(hù)罩。在任何情況下,根據(jù)護(hù)罩的位置、進(jìn)口速度和風(fēng)機(jī)的性能可能受這一障礙的影響很大。安裝在風(fēng)機(jī)的進(jìn)口區(qū)域位置的傳動護(hù)罩,應(yīng)配有盡可能大的開口,以使進(jìn)入風(fēng)機(jī)進(jìn)口的氣流處于最大狀態(tài),這是理想的。但護(hù)罩的設(shè)計(jì)應(yīng)符合職業(yè)衛(wèi)生和安全條例的要求。 用表411可近似算出位于風(fēng)機(jī)進(jìn)口的傳動護(hù)罩障礙的系統(tǒng)附加阻力系數(shù)。如可能的話,建議采用開式結(jié)構(gòu)的護(hù)罩,以便于氣流通暢地進(jìn)入進(jìn)口。護(hù)罩和帶輪的設(shè)計(jì)應(yīng)使進(jìn)口的障礙越小越好,在任何情況下,障礙部分不得超過進(jìn)口面積的1/3。 三、軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)口或出口的帶式護(hù)管 帶式傳動的軸流式風(fēng)機(jī),常常將電動機(jī)安裝在風(fēng)機(jī)機(jī)殼之外。為了在空氣氣流中保護(hù)好帶傳動的軸流式風(fēng)機(jī)及其防止機(jī)売泄漏,制造廠通常提供一個帶式護(hù)管，多數(shù)制造廠在其額定值表中也包括了這種帶式護(hù)管的效應(yīng)。但在沒有反映出這個效應(yīng)的悄況下,可使用表4-11所示的系統(tǒng)附加阻力系數(shù)。 四、進(jìn)氣箱的“系統(tǒng)附加阻力&dquo; 風(fēng)機(jī)進(jìn)氣箱的“系統(tǒng)附加阻力&dquo;可根據(jù)設(shè)計(jì)情況,其變化也很大。一個設(shè)計(jì)很好的進(jìn)氣箱應(yīng)接近圖418中所示的“S&dquo;或“T&dquo;系統(tǒng)附加阻力系數(shù)。 五、進(jìn)氣箱調(diào)節(jié)風(fēng)門 進(jìn)氣箱調(diào)節(jié)風(fēng)門葉片可用來控制通過系統(tǒng)的氣流流量?？刹捎闷叫谢?qū)χ檬饺~片形的調(diào)節(jié)風(fēng)安裝平行式葉片時應(yīng)使葉片與風(fēng)機(jī)軸平行,因而在部分閉合的位置會產(chǎn)生強(qiáng)制性的進(jìn)口渦流。對風(fēng)機(jī)特性曲線產(chǎn)生的效應(yīng)與進(jìn)口導(dǎo)葉控制的效應(yīng)類似。六、進(jìn)口導(dǎo)葉控制 為了在流量減小的情況下保持風(fēng)機(jī)的效率,可經(jīng)常使用安裝在風(fēng)機(jī)進(jìn)口的可變導(dǎo)葉來控制風(fēng)量。 但安裝這些導(dǎo)葉也會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向與風(fēng)機(jī)葉輪相同的強(qiáng)制性進(jìn)口渦流(預(yù)旋)。進(jìn)口導(dǎo)葉有整體式(內(nèi)裝)和圓筒式(外裝)兩種不同的基本形式，在最初選擇風(fēng)機(jī)的時候,應(yīng)考慮全開式進(jìn)口導(dǎo)葉的“系統(tǒng)附加阻力&dquo;。風(fēng)機(jī)制造廠應(yīng)提供這方面數(shù)據(jù)。如沒有,選擇風(fēng)機(jī)時,可應(yīng)用圖442的系統(tǒng)附加阻力曲線進(jìn)行選擇。 葉片型式(全開時)一系統(tǒng)附加阻力曲線 1.整體式(內(nèi)裝)“Q&dquo;或“R   2.圓筒式(外裝)“S&dquo;