转速对风机性能的影响

由轴流风机的速度三角形知，转速的变化会引起圆周速度的变化，从而改变了气流流动的方向。当转速增大时，叶轮牵连速度u增加，则气体相对于叶轮的进口速度w,和出口速度w2也有所增加，而气流进口角和出口角减小;当转速减小时，叶轮牵连速度u减小，则气体相对于叶轮的进口速度w1和出口速度w2也有所减小，而气流进口角β1和出口角β2增大。因此当转速变化时，气流的风机流动方向就会发生改变。气流方向的改变改变了气流与机壳、叶轮间气体流动相互作用的程度。当这种相互作用达到某种状态时，会增加壁面损失、二次流损失、涡流损失等，导致内部流动损失上升，降低通风机的性能。转速过小，气流进口角很大，这时叶型不但没有充分发挥气动特性，相反叶型阻力大增，导致效率下降;转速过高，内部流场的扰动加剧，各个方面的损失降低了叶型的气动力特性，同样不能发挥出较好排烟风机的性能，造成了效率下降。下面以叶根安装角35.4°，风量10m3/s风机参数为模型，改变其转速n分别为1100rpm，1300rpm和1500rpm，得到叶片表面速度的分布图A，B，C。从图A，B，C看出，气流总体沿Y轴正方向流动，n=1300rpm时，气流沿着叶面的流动较好，n=1500rpm 时，气流在前缘和后缘有所交错，当n=1100rpm时，气流交错的现象更加严重，气流的交错必然会产生涡流，从而导致性能的下降。通过比较，
n=1100rpm ,η=80.89098% ,
n=1300rpm ,η=83.24161% ,
n=1500rpm ,η=82.36975% ,
由风机理论可知，一定的转速与一定的叶轮叶片相匹配，即一定的转速与一定的叶片数、叶片安装角、弦长相匹配。当通过数值模拟比较不同转速对风机效率的影响时，在确定的叶片数、叶片安装角、叶剖面弦长下，就会有一个确定转速与之相匹配。在设计的技术参数下，性能最好的转速应该为设计转速。对于本文中的算例，是按照n=1500rpm时设计的风机基本技术参数进行数值模拟，因此n=1300rpm时性能最好。由上述分析可知，当转速偏小或过大时，对于给屋顶风机定的风机性能都会有影响。对于一定的风机应采用适当的转速。

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