WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyJune120032003年6月二叶及叶片角度对轴流泵和风机性能的影响郭少昱(哈尔滨市市政工程设计研究院,黑龙江哈尔滨150001)[摘要]探讨轴流泵与风机的导叶、动叶及叶片角度的调整对工作性能曲线的影响,给出了确定叶片角度最佳值的方法。[关键词]轴流泵;导叶;最佳叶片的安装角度;性能曲线[中图分类号]TH3121TH43[文献标识码]A[文章编号]1006-7175(2003)02-0087-03TheeffectoftwoleavesandleafangletoaxileflowpumpandblowerfanworkingcapaGUOShao-yu(HarbinMunicipalEngineeringResearchInstituteofHeilongjiangProv,HarbinAbstract:Thispaperdiscussestheeffectoftheaxileflowpumpandthedirectionleafofblowerfan,motiveleafandtheangleadjustionofleavestotheworkingcapabilitycurve.Anditalsoshowsthemethodtoensuretheleafangleoptimalvalue.Keywords:axileflowpump,leaf;optimalleafinstallationangle;capabilitycurve以能量损失较大。但它也有以下的一些优点,故目前一般应用于中小型风机中。1导叶的基本型式及其叶片角度的调整对轴流泵与风机性能的影响1.1仅有叶轮没有导叶这种结构最为简单,一般叶轮进口的流体速度若为轴向的,则其出口速度υ2(参看速度三角形)由于受叶轮牵连速度的影响已不再是轴向的,因而在圆周方向上有一个分速υ2u,形成旋转运动而产生能量损失,效率较低[1],约为70%～80%,因此,这种型式目前仅用于低压通风机中。1.2叶轮前设置前导叶把动叶进出口的速度三角形重叠画在一起(图1)以便观察分析各种速度之间的相互关系。流体在前导叶中一般产生一个与叶轮转向相反的预旋或负预旋,此时叶轮进口的流体绝对速度的圆周分速υ2u<0。在设计工况下,流体在叶轮出口的速度将是轴向的(υ2=υz,υz为轴向速度)。在非设计工况下,例如当前流体Q较小时,流体的相对速度ω减小,而圆周速度u不变,造成出口速度υ2为非轴向的(υ2u≠υz),这种风机的ω1比后置导叶型的大,所图1前置导叶叶轮的叶片进出口速度三角形(1)在叶轮转速与尺寸相同时,前置式导叶因有反预旋可使ω1增大,Δυu增加,从而使流体所获得的能量比后置式导叶的风机高。若流体获得同样大的能量,则前置式导叶的风机叶轮直径D2可以做到比后置式导叶的风机叶轮的直径小,因而可以缩小体积和减轻重量,常用于要求风机体积尽可能小的场合,如运输机械上的通风机。(2)当风机工况变化时,冲角的变动较小,因而效率[收稿日期]2003-01-161[作者简介]郭少昱(1969-),男,黑龙江双鸭山人,工程师1—87—水利规划与设计郭少昱:二叶及叶片角度对轴流泵和风机性能的影响也固定。改变动叶安装角βA,叶片进出口的速度三角形也随之改变。在图5中假定进口流速υ1是轴向的(υ1=υz),的变化较小。前导叶也可作成转动的,这样当风机工况变化时,可以转动导叶的安装角,使在变动工况下仍可保持较高的效率(η=78%～82%)。对水泵来说,动叶入口流速太大对汽蚀性能不利,因此水泵几乎都不采用前置式导叶。1.3叶轮后设置导叶从叶轮流出的流体出口绝对速度υ2还有一定的旋转图2,经过后导叶扩压整流后轴向流出,因而避免了旋转速度υ2u造成的损失,提高了效率(η=82%～90%)。后置式导叶常用于高压风机与水泵,如国产300MW机组用的轴流0.7-11型轴流式送风机和吸风机,和轴流50ZLQ-50型循环水泵便是采用的这种型式的固定导叶,但它们的动叶叶片安装角在空载时是可以调整的。114叶轮前后都设置导叶若前置式导叶作成可以调整的,在设计工况下,前置导叶的出口速度为轴向图3,当流量小时,导叶则可向动叶旋转方向转动,而当流量比设计值增大时,导叶可向相反的方向转动。这样可以适应很大的流量变化范围,而仍可保持其较高的效率(η=82%～85%),因而适用于流量大的场合,其缺点是结构复杂,增加了制造、操作、维修等方面的困难,目前还很少采用。H=1u(υ=1uΔυu2-υ)u1(1)Tugg式中:Δυu=υu2←υu1,它与安装角βA,攻角a,平均相对流速角βm圆周速度u之间的关系为:βA=α+βm(2)υ1=tg-1(βm)(3)Δυuu±2式中“,-”号表示流体轴向进入叶片;“+”号表示流体轴向流出叶片(此时υ2=υz,在图中未绘出,读者可自行绘出这个速度三角形)。从式2及3可见,...