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模壓風機離心通風機個性化設計軟件工程HTF-D型低速低壓消防高溫
離心通風機個性化設計軟件工程
The Software System of Individuality Design of Centrifugal Fan
劉光鑄 戴繼雙 / 沈陽透平機械股份有限公司
摘要: 介紹了離心通風機個性化設計軟件工程的功能和特點。舉例說明應用個性化設計軟件工程設計的產(chǎn)品具有很強的市場競爭力和社會經(jīng)濟效益。
關鍵詞： 離心式通風機 個性化設計 軟件工程
中圖分類號:TH432 文獻標識碼: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
什么叫離心通風機個性化設計？就是針對一個特定用戶提出的氣動性能參數(shù)及使用條件，設計者應設計出一種專用的離心通風機，除了滿足用戶的使用條件外，還應保證用戶需求的性能參數(shù)（即正常運行工況）處于風機氣動性能曲線的最高效率點，至少應處于高效區(qū)域內，以達到最佳節(jié)能目的。
世界能源緊缺，風機是耗能大戶，尤其大中型風機耗能都在每小時幾百、幾千千瓦。如果把風機的運行效率提高十個百分點，那么每小時就能節(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0.4元計算，那么每年可節(jié)省7.008 ～ 70.08 萬元。關鍵是在全國供電緊張的情況下，節(jié)省下的電力會帶來更大的社會經(jīng)濟效益。
在1997年11月1日 國家頒發(fā)的“節(jié)約能源法”和相關的節(jié)約能源文件中己經(jīng)提出禁止制造和銷售低效率的風機，在節(jié)能措施中也提出要提高風機的運行效率。提高風機的效率和運行效率己成為風機行業(yè)不可推卸的責任，也是風機技術發(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,離心通風機在用戶現(xiàn)場的運行效率都很低，普遍存在‘大馬拉小車’的現(xiàn)象。分折風機運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)（即運行工況參數(shù)）不準確，甚至偏差很大，一般說偏差越大運行效率越低。即是實現(xiàn)了離心通風機的個性化設計，使設計工況處于高效率區(qū)，但實際運行工況偏離設計工況很遠，那么運行效率一樣會很低的。其二是目前風機制造行業(yè)，絕大部分制造廠，都處于選型銷售，有個別制造廠采用了變形設計；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[1] 。
2 離心通風機個性化設計軟件的介紹
基于客觀的要求本人開發(fā)了離心通風機個性化設計軟件工程，風機制造廠的設計者掌握本軟件后就可以進行離心通風機個性化設計和制造，保證用戶所需求的性能參數(shù)處于高效率區(qū)域內。關于用戶提出的所需性能參數(shù)的準確性問題，這是存在多年的大難題，但是可以通過相關部門聯(lián)合研究攻關解決。對于己在現(xiàn)場運行效率很低的風機，可以去現(xiàn)場測試，測試出真實的運行性能參數(shù)，再應用個性化設計軟件工程對現(xiàn)場風機進行改造設計，僅對轉子和機殼的部分零件進行更換，讓運行工況處于高效率區(qū)域內運行，從而實現(xiàn)節(jié)能目標。
2.1 離心通風機個性化設計軟件工程的功能
（１）用于離心通風機的個性化設計。
（２）派生新型模型級。
（３）風機的選型計算。
2.2 離心通風機個性化設計軟件工程的特點
（１）本軟件數(shù)據(jù)庫中儲存了18種常用氣體的物性參數(shù)，可以用來計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)計算。很方便計算出輸送介質的密度、氣體常數(shù)、絕熱指數(shù)等。
（２）本軟件可以進行狀態(tài)參數(shù)的換算，將標準狀態(tài)的流量換算為進口狀態(tài)的流量，還可以作流量單位的換算。
（３）本軟件數(shù)據(jù)庫中儲存了幾十種具有高效率的模型級的氣體動力特性參數(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，比轉數(shù):15～81，其性能基本上覆蓋了離心通風機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機都可以用本軟件工程來進行個性化設計計算。得到具有競爭性的報價方案。
（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)需要隨時添加。
（５）本軟件工程的氣體動力特性計算是基于相似理論，其葉片寬度切割對氣動參數(shù)影響的修正是在程序中引入了專家工程，使計算的氣動特性具有很大的可靠性。
（６）本軟件工程可計算出完整的氣動特性參數(shù)，有因次的或無因次的特性參數(shù)，還可繪制特性曲線，為制作報價資料提供很大的方便。
（７）本軟件工程可很快計算出設計產(chǎn)品的完整的流道幾何尺寸，供設計者能很快地設計出供制造的產(chǎn)品圖紙。
（８）本軟件工程不僅適用于單一工況的個性化設計，同樣適用于多工況的個性化設計。
（９）根據(jù)用戶需要本軟件工程可以配備離心通風機的噪音預算軟件。
（10）根據(jù)用戶需要本軟件工程中可配置臨界轉速計算程序。
（11）根據(jù)用戶需要本軟件工程中可配置葉輪輪盤強度計算程序。
3 舉例說明
下面將舉幾個計算例題來說明用個性化設計軟件工程設計的產(chǎn)品的優(yōu)越性，以及節(jié)能效果。
3.1 選用標準型號與個性化設計的性能比較實例 1
用戶需求的性能參數(shù)如下：
輸送介質為空氣
進口容積流量 qV0 = 57150 m3/h , 進口壓力 pJ =101325 Pa ,
進口溫度 TJ = 20 ℃ , 全壓 ptf =13808 Pa ,
若按風機標準手冊選型：可選取9-19No16 風機，其性能參數(shù)為：
進口容積流量 qV0 = 57150 m3/h , 進口壓力 pJ =101325 Pa ,
進口溫度 TJ = 20 ℃ , 全壓 ptf =13808 Pa ,
內效率 ηin =0.745 內功率 Pin =280.88 kW
所需功率 P =329.6 kW 電機功率 Pt =410 kW
葉輪外徑 D2 = 1.6 m 轉速 n = 1450 r/min
若所需性能參數(shù)相同，用個性化設計軟件工程設計計算所得到的結果是：原始模型級選9-26，經(jīng)過切割葉片而得到新機型（相當?shù)男吞枮?-39），其性能參數(shù)為：
進口容積流量 qV0 = 57150 m3/h , 進口壓力 pJ =101325 Pa ,
進口溫度 TJ = 20 ℃ , 全壓 ptf
型號
葉輪直徑
(mm)工況風量
(m3/h)全壓
(pa)轉速
(rpm)裝機容量
(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機性能參數(shù)表
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