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1、 重庆大学本科学生毕业设计(论文)离心式鼓风机设计 学 生:* 学 号:* 指导教师: 校外指导教师: 专 业:热能与动力工程 重庆大学动力工程学院二O一一年六月Graduation DesignThesis of Chongqing UniversityDesign of Centrifugal BlowerUndergraduate:* Supervisor at school: A.P. Liu yudongSupervisor out of school :Zhang Xueqin Major:thermal and power engineeringCollege of Power
2、EngineeringChongqing UniversityJune 2021摘 要 在设计条件下,风压为30kPa200KPa或压力比e1.33的风机叫鼓风机。鼓风机的用途非常广泛,根据其不同成效,鼓风机应用于生产、生活中多个环境中。它大量运用于冶金、化工、化肥、石化、食品、建材、石油、矿井、纺织、煤气站、气力输送、污水处理等各工业部门。其中,在污水处理中,运用最多的鼓风机有离心式鼓风机和罗茨鼓风机。 本文设计的离心式鼓风机主要运用于污水处理,根据给定的的设计参数:进气压力1?f/?A,温度20,相对湿度 80%,进气流量 100m3/min,排气压力0.7?f/?G以及污水处理厂的实际情
3、况,进行热力计算及其结构设计。首先确定压力比,根据压力比来确定所设计的鼓风机的段数。当压力比3时,其段数为1。因为本次设计压力比为1.763,故鼓风机的段数为1。其次对气体的物性参数进行计算,算出湿空气的气体常数和定熵指数。再次,运用效率叠加法,主要根据徐忠编写的离心压缩机原理一书,对吸气室、叶轮、扩压器和蜗壳进行详细设计计算。最后,对叶轮轮盘和叶片进行强度校核,画出叶轮、蜗壳结构图及鼓风机总图,并对鼓风机的喘振和噪声进行分析。 通过上述工作,最后得到了多变效率为78.51%,叶轮叶片为长短叶片的单级曝气离心式鼓风机。 关键词:离心式鼓风机,污水处理,设计计算,噪声,喘振ABSTRACTIn
4、the design conditions, the wind pressure is 30kPa 200KPa or compression ratio e 1.3 3 called the blower fan. The use of a wide range of blowers, according to its different effects, blowers used in all aspects of production and daily life.It used a large number of metallurgical, chemical, fertilizer,
5、 petrochemical, food, building materials, petroleum, mines, textile, gas stations, pneumatic conveying, sewage treatment and other industrial sectors.And,in sewage treatment, the use of most of the blower is Roots blowers and centrifugal blowersIn the design, useing the given design parameters:Inlet
6、 pressure 1 kg f / m A,Temperature of 20C,80% relative humidity,Into the gas flow 100 m3/min,Discharge pressure 0.7kgf/mG and the actual situation of sewage treatment plants to the thermodynamic calculation and structural design.First determine the pressure ratio, according to the design pressure ra
7、tio to determine the number of segments of the blower. When the pressure ratio 3, the number of segments is 1. Because of this design pressure ratio of 1.763, so the number of segments is 1. Secondly, the physical parameters of the gas is calculated, calculate the gas constant of moist air and fixed
8、 entropy. Again, the use of efficient superposition method, mainly useing principles of centrifugal compressor which Xu Zhong written to the suction chamber, impeller, diffuser and volute detailed design calculations. Finally, the impeller wheel and blade strength check, draw the impeller, volute sT
9、hrough this worktructure and general layout blower, and blower surge and noise analysis Through this work,finally,the single-stage aeration centrifugal blower which theVariable efficiency is 78.51% with long and short impeller blade come out.Key words:centrifugal blowers, sewage treatment, design ca
10、lculations,noise, surge目录中文摘要ABSTRACT1绪论11.1 离心式鼓风机开展史11.2 离心式鼓风机的研究现状11.3 课题研究的环境背景21.4课题研究的根本内容32 离心式鼓风机的根本原理42.1 离心式鼓风机原理及工作过程42.2离心式鼓风机根本结构5 2.2.1 转子5 2.2.2 静子52.3 离心式鼓风机关键参数62.4 离心式鼓风机设计方法73 离心式鼓风机具体设计计算83.1 热力计算及结构参数设计8 3.1.1 气体的物理参数8 3.1.2 流量计算8 3.1.3 压力比确实定83.2 叶轮设计9 3.2.1 叶轮主要参数的设计计算9 3.2.2
11、 叶轮的详细计算103.3 进气室设计143.4 扩压器设计143.5 蜗壳设计173.6 轴耗功率计算183.7 多变效率校核193.8 叶片数校核204 强度校核214.1 轮盘的强度校核21 4.1.1 轮盘分段21 4.1.2 附加厚度计算23 4.1.3 轮盘应力的计算过程244.2 叶片强度校核265 离心式鼓风机喘振和噪声分析285.1理想是鼓风机喘振现象分析28 5.1.1喘振的定义28 5.1.2喘振产生的原因29 5.1.3喘振现象的表现29 5.1.4喘振的消除措施295.2离心式鼓风机噪声分析30 5.2.1离心式鼓风机噪声的产生30 5.2.2鼓风机降噪的主要措施31
12、6 结论35致谢38参考文献39附录401 绪论1.1离心式鼓风机的开展史 勤劳的中国人民在很早以前就懂得了离心式风机的原理。在东汉初年, 南阳太守杜诗就设计并制造了一种水力鼓风机用于冶金铸造业。它是用水转动水轮,通过一系列的曲轴、连杆、往复杆装置,把圆周运动转化为拉风箱的直线运动。它包括动力系统、传动系统和工作系统,具有真正机器的主要特征。不仅如此,把这种操作程序反过来,就是蒸汽机活塞的直线往复运动向圆周运动的转换。我国冶金最初用的是冶金皮囊, 战国时已有四囊。汉代用“马排、“牛排以至杜诗的水排。宋代已有类似于手风琴的木风扇。这是一种有自动阀门的风箱。特别是到了明末, 已出现了活塞式鼓风机。
13、但是由于近期封建地主的长期统治和一百多年来帝国主义和官僚资本主义的残酷压榨,使我国人民的才能和智慧得不到开展,造成了我国的贫穷落后。解放前,离心式鼓风机的制造工业和和其他工业一样非常落后,除了沿海大城市还能生产少量外,根本谈不上离心式鼓风机的生产。 新中国成立以来,随着社会主义经济的开展,离心式鼓风机制造业也从无到有得到了迅速的开展,除了各大汽轮机厂外,还有许多鼓风机专业生产厂,如沈阳鼓风机集团,陕西鼓风机集团、重庆通用集团等可以生产各种规格的工业压缩机和鼓风机。压缩机和鼓风机的理论研究和设计工作都取得了很大进展。除了自行设计外,还从国外引进技术,推动了我国工业压缩机和鼓风机事业的开展。目前我
14、国从通风机、鼓风机到高压离心式压缩机、各种规格的轴流式压缩机都能生产,并为进一步的开展打下了坚实的根底。所以,我们有理由相信在以后的日子,随着国力的增强,自主创新能力的提高,国产鼓风机的开展会越来越好。1.2离心式鼓风机的研究现状 离心式鼓风机的开展得益于许多学科开展和科技进步的成果,随着当代科学技术的突飞猛进,离心式压缩机无论是在性能上还是在平安可靠性上都获得了很大的提高。随着气动力学三元流动理论的开展,离心式鼓风机的气动设计方法、计算分析软件日臻成熟并推广应用,鼓风机理论得到深入研究,使当代的离心式压缩机具有先进的热力和气动性能;转子动力学的进步提高了压缩机的可靠性,机械制造业的现代化,保
15、证了压缩机的先进设计性能和可靠性;轴端密封技术的不断进步,如干气密封的开展,有可能摒弃密封油系统;新型轴承的出现,特别是当前气体轴承、电磁轴承的开展,在不久的将来,很可能在支撑系统中摒弃滑油系统;故障诊断学的新成果为故障的诊断与排除提供了重要的手段;控制理论和计算机技术的新开展,先进的压缩机性能控制、防喘控制和运行监控系统的采用,更大程度上提高了压缩机的运行平安可靠性等。 在国外,随着“ 三元流动理论在离心式压缩机和鼓风机设计上的应用,设计制造了曝气用的单级高速离心式鼓风机,由于它具有体积小、重量轻、效率高、节约能源、性能调节范围广泛,自动化水平高等特点,已取代了多级、低速离心式鼓风机,并得到广泛应用。当前,国外一些著名的风机制造厂家,如美国的英格索兰、德国的德马克、瑞士的苏尔寿、日本的川崎重工等公司,在设计理论上,采用国际先进的三元流动设计理论,随着科技进步的飞速开展,并将在航天领域的磁力轴承技术,应用在离心式压缩机和鼓风机产品上,采用电子控制系统对磁力装置进行监控,提高了机组运行可靠性。比拟有名的有瑞士苏尔寿公司制造的V112型双级离心式鼓风机,美国英格索兰公司的X?FL0混流式鼓风机
