轴流式风机的工作原理

轴流式风机得名于流体从轴向流人叶轮并沿轴向流出。其工作原理基于叶翼型理论:
气体由一个攻角。进入叶轮时,在翼背上产生一个升力,同时在翼腹上产生一个大小相等方向相反的作用力,该力使气体排出叶轮呈螺旋形沿轴向向前运动。同时,风机进口处由于压差的作用,气体不断地被吸入。
对动叶可调轴流式风机,攻角越大,翼背的周界越大,则升力越大,风机的压差就越大,而风量越小。当攻角达到临界值时,气体将离开翼背的型线而发生涡流,导致风机压力大幅度下降而产生失速现象。
轴流式风机中的流体不受离心力的作用,所以由于离心力作用而升高的静压能为零,因而它所产生的能头远低于离心式风机。故一般适用于大流量低扬程的地方,属于高比转数范围。
轴流风机右图为轴流式泵与风机的示意图,当原动机驱动浸在工质中的叶轮旋转时,叶轮内流体就相对叶片作用一个升力,而叶片同时给流体一个与升力大小相等方向相反的反作用力,称为推力,这个叶片推力对流体做功使流体能量增加。
1.2轴流式风机的基本形式
轴流式通风机可分为以下四种基本型式: a)在机壳中只有一个叶轮,没有导叶。如图3-2(a)所示,这是最简单的一种型式,这种型式易产生能量损失。因此这种型式只适用于低压风机。 b)在机壳中装一个叶轮和一个固定的出口导叶。如图3-2(b)所示,在叶轮出口加装导叶。这种型式因为导叶的加装而减少了旋转运动所造成的损失,提高了效率,因而常用于高压风机与水泵。
c) 在机壳中装一个叶轮和—个固定的入口导叶。如图3-2(c)所示,流体轴向进入前置导叶,经导叶后产生与叶轮旋转方向相
反的旋转速度,即产生反
强旋。这种前置导叶型,
流体进入叶轮时的相对速度1w比后置导叶型的大,
因此能量损失也大,效率较低。但这种型式具有以下优点: ①在转速和叶轮尺寸相同时,具有这种前置导叶叶轮的泵或风机获得的能量比后置导叶型的高。如果流体获得相同能量时,则前置导叶型的叶轮直径可以比后置导叶型的稍小,因而体积小,可以减轻重量。

②工况变化时.冲角的变动较小,因而效率变化较小。
③如前置导叶作成可调的,则工况变化时,改变进口导叶角度,使其在变工况下仍保持较高效率。
d)  在机壳中有一个叶轮并具有进出口导叶。如图3-2(d)所示,如前置导叶为可调的,在设计工况下前置导叶的出口速度为轴向,当工况变化时,可改变导叶角度来适应流量的变化。因而可以在很大的流量变化范围内,保持高效率。这种型式适用于流量变化较大的情况。其缺点是结构复杂,增加了制造、操作、维护等的困难,所以较少采用。

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