罗茨鼓风机使用说明书分解

在圆弧线叶形中，当叶轮顶点与出气口边缘脱离接触时，出气缝隙开始开启。当开启角为时，出气缝隙宽度为=Jr'+4尺“"「gin’(半｝—r(1)式中：r为叶峰半径；Rm为外圆半径；b为叶峰圆心到叶轮中心的距离。当叶轮间隙为时，B()/的比值体现了当叶轮开口角变化时，出气缝隙与叶轮间隙的变化大小。22渐扩缝隙结构的基元容积出气缝隙在三叶圆弧叶型鼓风机中，对于渐扩缝隙结构，叶型夹角为120°，当机壳包角为180°时，取460°，为理论渐扩缝隙结构角度的最大值，既可以保证叶轮在传输气体的过程不漏气，又可使机壳b结构变化最为平缓。渐扩缝隙预进气结构中，设叶轮与机壳进气侧的间隙为定值，用表示；叶轮与机壳出气侧的间隙为渐扩缝隙，为开启角的函数，用b()表示见图3。假定：在渐扩缝隙开启之前，基元容积V的气体处于进气压力ps作用之下；当开启角为时，由于出气口高压的进入，基元容积内部压力由ps上升为p，同时有气体通过间隙向进气口泄漏；当=b时，压力p正好与出气压力pd达到平衡。

式中：为鼓风机的压力比，=pd/ps；为叶轮角速度，rad/s；1为渐扩缝隙的相对宽度，1=b/；为系数，=k■•一；k为气体绝热系数，空气：k=1.4；L为叶轮长度；R为气体系数，干空气：R=287J/（kg-K）；T为平均温度；V为基元容积。2.开口缝隙变化率的比较基元容积随着开口缝隙的开启，出气口处的高压气体便对基元容积内的低压气体进行均压，普通矩形出风口结构与渐扩缝隙结构在开口缝隙变化率上的比较，见图4。也呼让1股3：也呼让1股3：!苛打UMJ14H-115加也白？2口.鹏也心64业旅J■UIJ川则向阿1211卫至即电_®Jw2D-jn2D图』△尸仍忌因下出“^图变化率的比较矩形出气口基元容积出气缝隙变化率，从图4的曲线可以得到，普通矩形出气缝隙当开启角逐渐变大时，出气缝隙的变化率曲线是陡峭的，这就说明：普通矩形出气缝隙随开启角变化而变化的量比较大。当普通矩形出气缝隙开启时，出气口的高压气体会因为出气缝隙的陡然变大而比较猛烈地冲击叶轮容积区域的低压区，造成很大的回流冲击，从而形成很大的气流噪声。从图4比较可以得知，当鼓风机升压Ap=68.6kPa,在机壳结构采用了渐扩缝隙结构及所有的工作升压下，基元容积的开口缝隙的开启变化程度要比矩形出风口结构下的基元容积的开口缝隙的开启变化程度平缓的多。因此在渐扩缝隙结构下，应该可以有效的削减基元容积开启时所产生的气动噪声。2.4渐扩缝隙结构曲线的曲线拟合工程中，曲线的拟合通常采用直线或者圆弧对所采得数据点进行拟合，这样做主要为了加工的方便。利用最小二乘法对曲线进行拟合，在MathCAD中进行计算，见表1。衷1曲博拟合的数据点的坐标姻弧度J画中JTLIA+m用邛卜HiM/mV=附工的>“LIE，#/m0.08□J26190.010330.126387<1.17(KI27fiT0.125H30.260J2S520m3040.1242DI2g24[1.4^1(K121(113(1541尔0.11«166<K52Iki30和>dim.B4100.61□J31320.0752270.1076-5-1<1.6^Qi3.3]*1UKIO16.MOJ322VOJS94iWin和□.1U146M谓55^7t)I3A3OJOS42.74).077517对以上数据进行圆弧曲线拟合，假设x、y符合以下关系：（x-x0）2+（v-yJ2=忆由于x、y的数据肯定无法全部满足（x-x0）2+（y-y0）2=r2，因此在MathCAD中，这样情况属于无解方程求近似解。在MathCAD中利用函数Minerr（），找出x、y与最小误差的近似结果。利用离差的平方和最小的最小二乘法作为最优判据，MathCAD中求解过程如下。1）定义关于x、y的矢量：

剧曲嬲就赏揖鼬酱嬲后二帮雄.中；R加(L0=0.126??SJjJS&I2S3S711.1j邮獐咱・54的3C6丽贝••124201心W%£IWI0.121^<1甲an工卬N0.IIM66的如叱加力也明期南仲Cd“竟:旧不忘O.IOTr.Ww-K11:闿耳冉i'.IIHMI心;a比田打叨再a肌冏啕(kl?2?iH川第如（，粉叱箝[l.liBiZ?0.11771372）定义关于x、y之间的函数关系:.r,x)=+b3）定义最小二乘法:4）设定计算初始值:a=1；b=1；r=1265）给定计算要求:GivenS(a,b,r)=06）利用Minerr（）函数得到结果:vec=Minerr(a,b,r)「8522、

OJ75-J26.21Sj7）建立vec矢量的g（x）方程并与x、y进行比较其中y为原始数据点；g(x)为最小二乘法拟合后的函数曲线。可以得到拟合后的数据与原始数据符合的很好。由此得到曲线拟合后圆的方程为：(X—8.552)2+(y—0.375)2=126.21823渐扩缝隙结构的加工与噪声试验渐扩缝隙结构的加工由于渐扩缝隙结构并不与叶轮相接触，它只起到了将基元容积内气体与出气口高压气体进行均压的作用，因此鼓风机机壳内部的渐扩缝隙结构在铸造过程中就已经做好，为了减少加工工时，在实际工作中，对此结构不进行机加工。渐扩缝隙结构在铸造时，以左右两叶轮回转中心为基准，分别向内、下侧移动3.951mm和7.594mm,见图6。隹W渐犷疑隙靖构在机克内的表现鼓风机的噪声测量测量条件根据GB/T2888-2008风机和罗茨鼓风机噪声测量方法和GB/T17248.5-1999声学机器和设备发射噪声工作位置和其他指定位置发射声压级的测量环境修正法，对风机裸机周围各点噪声进行测量，测量时各个测点的位置见图7。/T•制点示意图对罗茨鼓风机一般在周围3个方向距表面1m处测量，测点在机器主轴水平面内。C1、C2、C3为主要数据测量点，M1、M2、M3为辅助测量点。上述所有罗茨鼓风机测点位置的高度，从地面算起在1m以下时，均在1m高度测量，测点与声源点的绝对距离按标准长度。主要测量仪器1)声级计HY104C2)声级计Bruel&Kjaer22303.2.3测量数据的处理根据GB/T2888-2008风机和罗茨鼓风机噪声测量方法对于罗茨鼓风机的机壳噪声应根据测点位置C1、C2，由公式求出平均噪声级：A,=l0—严呜+10咽+M0叽)—10]gn式中：LA为平均A声级，dB(A)；L1，L2，Ln为测量值，dB(A)；n为测点数。在各测点位置中，测量值之差小于5dB(A)时，可取其算术平均值。当鼓风机做进、出气口噪声测量，试验转速n与额定转速n0不同时，声压级Lpn按以下公式进行换算：4=4455/区式中：Lpn0为标准状态下额定转速n0时的声压级，dB；Lpno为试验转速n时的声压级，dB。3.2.噪声测量结果在采用了以上数据所获得的渐扩缝隙结构下，对两种不同结构的罗茨鼓风机进行噪声测量，结果见表2和图8。衷工噪声对比强升胃涧IX转递/■(r/niiti»JSiJl!Xnj：fFEA3B(A)渐犷缝眦出气门声阁dH(A>用?6970W2碎石1150H淅I0E.5外患不145a1111415,7ft^.61115110诋6inHL76K6工力冲119115.2♦I♦IIIIr1IIWl1175ft2Ol2W转速"nftniim)-二箕苣图用市9级的对比4结论1)在采取渐扩缝隙后，出气口噪声A级声压级最大降低了5.3dB(A),最少降低了3.7dB(A),平均降低了4.6dB(A)。这几乎是一个声压级别，可见采用渐扩缝隙结构后，对罗茨鼓风机降噪的效果还是比较明显的。2)在渐扩缝隙的机械加工时，机壳只需改动内壁的铸造木模形状，增加渐扩缝隙结构。在整个的机壳机械加工的过程中，无需改变现有的工装夹具和数控加工程序。由于渐扩缝隙不与叶轮相互接触，因此渐扩缝隙的尺寸精度与表面粗糙度无需太高，甚至不用进行机械加工。这样的加工处理，不增加机加工工时。相对于扭转叶轮结构，节省下来的费用是非常可观的。3)由于采取了预进气原理的渐扩缝隙结构，排气口高压气体与基元容积内低压气体在叶轮转动的过程中进行均压，这样罗茨鼓风机出气口压力相