t40轴流风机开题报告.doc

河北联合大学本科生毕业设计开题报告题目： t40-6轴流通风机设计 学 院： 机械工程学院 专 业： 过程装备与控制工程 班 级： 09装备2班 姓 名： 王艳孟 学 号： 200903090223 指导教师： 陈丽文 2013年 3月 20 日1、 选题背景1.风机概述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100300帕，效率仅为1525%，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。风机是用于输送气体的机器。从能量观点看，它是把原动机的机械能转变为气体的势能的一种机器。风机在各行各业均有广泛的用途，在化工生产中，主要用于空气、半水煤气、烟道气、氧化氮、氧化硫、氧化碳以及其他生产过程中气体的排送和加压，且常常根据风机在生产工艺中的位置和作用或输送不同德的介质而命名。如合成氨系统用于抽出一段炉烟道气的风机，称为一段炉引风机或烟道气引风机；输送并加压二氧化碳气体的风机，称为二氧化碳鼓风机；在循环冷却水系统中，用于排出凉水塔空气的风机，称为凉水塔轴流风机或凉水塔风扇。按气体流动方向分类，通风机主要分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。2.轴流式风机简介 轴流式风机，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。轴流式风机又叫局部通风机，是工矿企业常用的一种风机，它不同于一般的风机，它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。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。小型低压轴流通风机由叶轮、机壳和集流器等部件组成，通常安装在建筑物的墙壁或天花板上；大型高压轴流通风机由集流器、叶轮、流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成。叶片均匀布置在轮毂上，数目一般为224。叶片越多，风压越高；叶片安装角一般为1045，安装角越大，风量和风压越大。轴流式通风机的主要零件大都用钢板焊接或铆接而成。 3.t40型轴流通风机 t40型轴流通风机是由30k4型（又称03-11型）轴流通风机改进设计而成。 本风机由于修改了原30k4型风机的翼型，采用了新型圆筒形轮毂结构，因而使风机的空气效率由原来的67%提高到84%，并增强了叶根处的强度。 t40型轴流通风机可用作一般工厂、仓库、办公室、住宅通风换气或加强暖气散热之用，若将机壳去掉，则可作自由风扇，亦可在较长排气管道内间隔串联安装，以提高管道中的风压。 本系列产品按叶轮直径不同共分成十个机号，依次排列为 2.5、3、3.5、4、5、6、7、8、9、10。每一种机号的叶片又可安装成15、20、25、30、35五种角度。 本系列产品均采用叶轮直接装在电机轴上的直联结构，在叶轮圆周速度不超过60 m/s条件下配以三种转数：2900 r/min、1450 r/min、960 r/min。面对进风口方向看叶轮均为逆时针旋转。 由于叶轮直径大小、叶片安装角度、主轴转速快慢等不同，故其风量、风压及消耗动力亦随之不同，风压由31pa473pa，风量由564m3/h 48200m3/h 。（详见性能表） 通过风机的气体应不易燃、不易爆、无腐蚀性、无粘性物质及显著粉尘，其温度不得超过45。4.轴流式风机的构成 轴流式通风机主要由1-轮毂；2-叶片；3-轴；4-外壳；5-集风器；6-流线体；7-整流器；8-扩散器。以及进风口和叶轮组成。进风口由集风器和流线体组成，叶轮由轮毂1和叶片2组成。叶轮与轴3固定在一起形成通风机的转子，转子支承在轴承上。当电动机驱动通风机叶轮旋转时，就有相对气流通过每一个叶片。5.轴流式风机的分类按材质分类:钢制风机、玻璃钢风机、塑料风机、pp风机，pvc风机，铝风机、不锈钢风机等等。按用途分类：防爆风机、防腐风机、防爆防腐风机等类型。按使用要求分类：管道式、 壁式、岗位式、固定式、防雨防尘式、 电机外置式等。6.轴流式风机用途可用于冶金、化工、轻工、食品、医药及民用建筑等场所通风换气或加强散热之用.若将机壳去掉,亦可用做自由风扇,也可在较长的排气管道内间隔串联安装,以提高管道中的风压。7.流式风机特点本系列风机具有结构简单,稳固可靠、噪声小、功能选择范围广等特点。 8.轴流风机的市场前景我国生产大中型专用轴流通风机的企业主要有：沈阳鼓风机厂、上海鼓风机厂、武汉鼓风机厂、成都电力机械厂、沈阳风机厂、保定航空螺旋桨制造厂、吉林鼓风机厂、佳木斯鼓风机厂、运城市安运风机厂以及山东淄博风机厂、常熟鼓风机厂和燕京矿山风机厂等。生产一般用途及其它小型轴流通风机的企业遍布在全国各省市。随着经济的发展，我国城市化进展的速度进一步加快，公共及私有建筑物的数量及容量与日俱增，对各类中央空调的需求量也越来越大轴流风机作为多种空调主机必备的重要辅机产品，其市场需求受其带动也必然增长从中央空调机组市场需求的发展来看，叶轮直径在560-800mm 的轴流风机的需求量增长最快从用户的使用要求来看，低噪声的外转子轴流风机的需求量日益增长，高效率机翼型叶片的轴流风机的市场需求也越来越大一些发达国家的知名轴流风机制造企业在国内设厂生产，其国内制造的轴流风机渐不逊色于直接进口的同类产品品质，而其制造成本大幅度降低，价格优势日益凸显同时，轴流风机行业内的竞争也必然日趋激烈，一些有规模效益的企业在竞争中会得到进一步提升的机会，而一些缺乏核心竞争力的小企业其生存空间势必越来越小。9.轴流风机的技术发展趋势从我国政府的倡导和用户的长期需求两方面综合来看，开发高效率的节能型产品与低噪声的环保型产品是大势所趋，通过使用一些新型的计算软件对风机的流场与强度等进行模拟计算，然后与试验检测数据对比，可以更快捷准确地得出其空气动力性能参数设计制造高效率的轴流风机主要可以通过以下途径来实现：（1）设计开发出合适的叶片型线，以减小叶栅中的摩擦损失和尾迹涡流损失；（2）确定适当的叶片数和轮毂比，以减小二次流损失；（3）设计合理的筒状机壳高度和叶轮径向间隙，以减小环面损失；（4）匹配合适的高效率电动机，以提高整机效率；（5）改进设计风机筒状机壳的进口集流部位，以改善进口气流状况；（6）改进设计风机出口的网罩，以减小出口阻力；（7）将风叶与电动机支架改进设计，让其尽量发挥出导流的作用；（8）完善试验检验设备，以便及时掌握风机的实际空气动力性能。设计制造低噪声环保型的轴流风机，除了需要对叶片的型线叶片数叶轮径向间；隙以及电动机进行合理地设计与选配外，还可通过以下途径来实现：（1）提高动平衡精度，以减小整机振动产生的噪声；（2）采用具有一定吸声性质的材质制作叶 轮等部件，以减小因叶片自身振动而产生的辐射噪声；（3）根据仿生学原理设计开发新型低噪声叶片。10.本设计研究意义随着我国工业的发展，通风机在各行各业的应用日趋广泛。做到正确选择、维护、检修就需要我们对通风机有一定的了解。本次设计是以t40通风机为模型机，运用相似原理设计具有一定流量、压力、效率的通风机。 设计过程中主要以学习掌握通风机的基本原理、设计计算和校核计算为目的，在综合了各方面的知识并在老师的指导下完成毕业设计，这在说明书中会一一体现。 在通风机设计中，相似设计理论有着特殊的优势，它以实际研究出来的性能良好、运行可靠的风机为模型来设计新的通风机，在不用做气动力学计算的情况下，可以得到性能较优的通风机，具有很强的可靠性、简捷性、安全性。2、 设计方案1.设计主要内容（1）主要结构方案的比较与方案的确定；（2）主要结构参数和叶型参数的设计计算；（3）支杆、轮盘等强度的校核；（4）其他零部件设计；（5）绘制该轴流通风机的一整套图纸。2.设计所采用的方法手段（1）拟采用叶栅设计方法进行叶片叶型的设计；（2）查阅相关手册和文献资料，以获得有关的计算公式和大量数据，例如零部件的标准和规范，材料的机械性能，许用应力和各种计算系数等经验数据或实验曲线与图表；（3）采用visual basic、cad、pro/e等计算机辅助计算、设计及模拟软件。3.预期达到的目标设计出一台结构紧凑、稳定性好、效率高、噪声低、符合要求的轴流通风机。3、 进度安排2013.2.253.17（13周） 文献检索、外文资料翻译、写所设计机器的综述并撰写开题报告；2013.3.184.21（48周） 对轴流风机进行结构的设计计算及校核，绘制零部件图；2013.4.225.5（910周） 绘制轴流风机装配图；2013.5.66.2（1114周） 撰写论文；2013.6.36.9（15周） 对论文及图纸进行最终审核修改，准备答辩。 四、参考文献1张惠忠.矿用风机的使用现状和发展趋势,矿业快报2007年9月第9期2潘英.通用机械设计m,中国矿业大学出版社,20003王荣祥,郭亚兵等.流体输送设备m,冶金工业出版社,200242006版新编风机选型设计实用手册.中国知识出版社,20065昌泽舟.轴流式通风机实用技术m,机械工业出版社,20056胡忆沩,于波、胡艳菊等.化工设备与机器（上册）m,化学工业出版社,20107胡忆沩,于波,胡艳菊等.化工设备与机器（下册）m,化学工业出版社,20108李云,姜培正.过程流体机械m,化学工业出版社,20089黄卫星.工程流体力学m,化学工业出版社,200610方大千等.水泵、风机和起重机速查速算手册m,中国水利出版社,200411邵泽波.化工机械及设备m,化学工业出版社,2000-7-112刘玉成.中低压轴流通风机的最优流型气动设计方法,东北大学材料与冶金学院,2006.213何荣经.煤矿用风机的