鋒速達通風降溫系統
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生產負壓風機_節能減排要走出新路徑散熱風扇在機械中的重要性技
有一個國際通行的環境評價指標——環境庫茲涅茨曲線，是指通過人均收入與環境污染指標之間的演變模擬，說明經濟發展對環境污染程度的影響。當環境庫茲涅茨曲線呈倒U型時，它表明一國經濟發展水平較低時，環境污染也較輕，但會隨經濟增長而逐漸惡化；當該國經濟再進一步發展后，環境質量會逐漸改善。發達國家能實現倒U型曲線，當然與其大力推行清潔生產和執行苛刻的排放政策有關，但更重要的原因則是，發達國家向發展中國家轉移了高耗能高污染產業。換言之，發達國家的資源消耗總量和“三廢”排放并沒有減少，只不過是向發展中國家轉移了。
中國之所以能成為世界工廠，固然有優質勞動力的自身優勢，但更重要的原因是趕上了發達國家的產業轉移。中國勞動力受教育程度比較高，又遵守紀律，能源資源也很豐富，但中國的經濟奇跡仍然是以巨大的環境污染為代價的。中國的二氧化碳、化學需氧量、氮氧化物、二氧化硫等溫室氣體和顆粒物的排放總量較高，單位污染排放量也比發達國家平均水平高。因為中國不可能像發達國家那樣轉移污染，所以中國不可能走“先污染、后治理”的老路，只能走節能減排的新型工業化道路，但這條路充滿荊棘。
目前中國單位GDP平均能耗相當于世界平均水平的3倍。有關統計表明，目前我國火電、鋼鐵、電解鋁、鐵合金、焦炭、水泥等8個高耗能行業的單位產品能耗平均比世界先進水平高47%。比如全國燃煤發電的平均能源轉換效率低于40%，相當于每年損失了9億多噸煤炭。坦率地說，如果再不大力提高能源利用效率和回收再利用效率，完成“十一五”節能減排目標將非常困難。
當今世界由再生資源加工而成的鋼占總產量的45%，銅為35%，鋁為22%，鉛為40%，鋅為30%。據測算，目前我國可回收利用的再生資源價值為3000億元左右，除廢鋼鐵回收率較高外，廢塑料的回收率為25%，廢橡膠的回收率為32%，廢紙的回收率為35%，廢玻璃的回收率僅為13%，廢舊手機回收率更是只有1%，資源和能源流失非常嚴重。如果多回收利用1噸廢舊物資，即可節約自然資源4.12噸，節能1.4噸標煤；每利用1噸廢鋼鐵，即可煉鋼0.85噸，相當于節約成品鐵礦石2噸，節能0.4噸標煤。特別是在全球初級資源和能源價格大幅飚升的形勢下，中國企業加強能源利用和回收再利用，可謂一石二鳥。不僅可以大幅降低成本，也可以節約能源、降低排放。
除此之外，中國企業還應大力發展再制造產品。在一臺機器中，因為各個零部件的使用壽命不相等，每個零件的各工作表面的使用壽命也不相等，往往會因局部表面失效而造成整個機器報廢。再制造就是針對這些損壞或報廢的零部件，運用高科技的清洗修復技術和新材料新工藝，對其實施修復和改造，使得再制造產品在技術性能和安全質量等方面達到原同類新品的標準要求。國內外的實踐表明，再制造產品的成本只有新品的四分之一甚至三分之一，節能達到60%以上，節材70%以上，這對于中國人均資源和能源都遠低于世界平均水平、環境污染又比較嚴重的大國來說，具有特別的意義。
變頻器原配散熱風扇設計壽命25000小時到40000小時,即連續運行3-5年必需更換,否則變頻器容量會下降或常常跳閘保護,是因為風扇軸承老化散熱能力下降造成的,常常會帶來變頻器的損壞,有些用戶因市場買不到原配高風量風扇而用便宜國產小電流風扇替代更換,風量小且用不了多久便會損壞,直接影響變頻器使用壽命.更換時注意風扇的標稱電壓電流及風量。 常用品牌有：NMB/Nidec/SUNYO/ebm/PAPST/ 尺 寸 電壓、電流 線 數 60*60*25 DC 12V，0.4A 兩線 60*60*25 DC 24V，0.1A 三線 80*80*25 DC 24V，0.18A 三線 92*92*25 DC 12V，0.2A 兩線 92*92*25 DC 24V，0.17A 三線 120*120*38 DC 24V，0.46A 三線 120*120*38 AC 220V 50/60HZ 兩線 140*140*50 AC 220V 50/60HZ 兩線 160*160*55 AC 220V 50/60HZ 三線
為滿足市場需求，近日首臺混合臂高空作業車完成試制，由于其質量可靠、操作性能優越、安全防護措施完善、適應性強等特點，一經推出就備受關注，該產品剛一下線就迎來了第一批用戶，該高空作業車成為市場的新寵。
隨著高空作業車國內市場呈現出穩步增長的勢頭，隨車公司高空作業車不斷發展,目前折疊臂、直臂系列高空作業車已逐漸趨于系列化。該混合臂高空作業車廣泛應用于路燈、電力、交通、高速公路、造船修船、通信、建筑、園林、廣告、機場、港口、有線電視等行業，使用面廣、作業效率高、安全方便，擁有巨大的市場潛力。該混合臂高空作業車工作臂包括折疊臂和伸縮臂，其低速性能好、輸出功率大、工作效率高、噪音小，各項性能指標均達到行業內一流水平，成為國內高空作業車極具競爭力的產品，它的誕生引領了行業的發展方向。
此混合臂高空作業車作業高度達到21米，作業靈活、幅度為全范圍作業，結構緊湊、性能優越、載重達250kg等優點迎得了市場的歡迎，該產品的成功試制代表了隨車公司在高空作業車產品的研發上又再上一個臺階，為日后混合臂式高空作業車的全面推廣奠定了良好的基礎。
軸流通風機是國民經濟中重要的通用機械設備，廣泛應用于冶金、礦山和隧道通風等領域。根據我國國家發展和改革委員會提出的節能中長期專項規劃，在 2000 年，我國風機的平均設計效率為 75% ，比國際先進水平低 5 個百分點。我國風機設備的效率指標：到 2010 年風機的設計效率要達到 80%~85% [1] 。
1 軸流通風機設計的現狀和方法
1.1 軸流通風機設計研究的現狀
通風機的傳統設計方法是設計人員根據用戶的要求和自己的經驗,負壓風機水簾，先提出設計方案，隨后對給定的方案進行分析、計算。最后通過對通風機進行大量試驗，改進設計方法，找到一個可行的設計方案，達到用戶要求 [2] 。這種設計方法不僅要求設計人員具有豐富的設計經驗，而且需要花費很多時間進行計算，延長了設計周期；通過試驗檢驗設計結果，設計費用高，效率低。因此，傳統設計方法得到的結果大多只是可行方案，而不是最佳設計方案。
通風機的傳統設計方法和思想都來自于大量試驗，通過這樣的方法能夠得到較好的風機技術參數，但對風機內部流場的認識還有待研究。隨著流體力學理論，特別是計算流體動力學 CFD （ Computational Fl uid Dynamics ）方法的發展，傳統設計方法中繁復且耗費昂貴的部分被先進的 CFD 技術代替，利用 CFD 進行數值模擬已逐步成為求解流體機械內部流動的重要手段。通過這種“數值試驗”可以充分認識風機內部流動規律，從而為風機設計提供了有效可靠的依據，大大減少了試驗工作量和耗費。
1.2 軸流通風機設計的主要方法
軸流通風機的理論設計方法主要有兩種。一種是利用單獨翼型空氣動力試驗所得到的數據進行設計，稱為孤立翼型設計法 [3] 。這種方法以�？� (B. ECK ) [4] 、華立士 (R. A. Wallis) [5] 等人的設計資料較為完整；另一種是利用葉柵理論和葉柵吹風試驗結果進行設計，稱為葉柵設計法 ， 如威尼格（ F. Wei nig ）法和霍威爾（ A. R. Howell ）法 [6] 。威尼格法是根據無限葉片理論，用一個計算系數來考慮孤立翼型與葉柵之間的差異，修正進口氣流角，來調整安裝角�；敉柗ǹ偨Y出平面葉柵試驗數據，采用對稱 C4 翼型， 其特點是把風機的設計工況作為平面葉柵的額定工況，把設計工況下所得到的氣流折轉角作為額定氣流折轉角。
通常情況下軸流通風機的葉柵稠度小于 1 ，因此可把葉片當作互不影響的孤立葉片，按孤立翼型設計法計算，即假定孤立翼型的升力系數與葉柵中翼型的升力系數相等。這種方法試驗數據比較完整，設計結果也較準確可靠，特別對于低壓軸流通風機，可獲得良好的效果 [ 7 ] 。葉柵稠度大于 1 的高壓通風機，氣流流過葉柵時由于翼型之間的相互影響以及葉柵的擴壓性等，使葉柵的空氣動力特性與孤立翼型有較大差別，通常采用葉柵設計法，此法是設計軸流壓縮機或高壓軸流通風機的主要方法。
所以孤立翼型設計法適用于風壓小，葉片稠度小的情況；而葉柵設計法適用于風壓大，葉片稠度大的情況。近年來有人嘗試將這兩種設計方法同時應用于一個葉片設計，取得了良好的效果，這種方法稱作混合設計法 [7] 。即葉根附近采用葉柵法，葉頂附近采用孤立翼型法，保證邊界線平滑過渡，整個葉身幾何形狀變化均勻、連貫、易于制作。
2 計算模型
以防爆軸流通風機 BK40-4 № 10 為改造設計對象，它是煤礦專用型主扇風機，主要由集流器、整流罩、機殼、葉輪、擴散筒和電動機等部件組成，其 改造前的風機參數值如表 1 所示 。
表 1 改造前的風機參數值
質量流量/（kg/s）
容積流量/（m3/s）
風壓/Pa
軸功率/W
全壓效率
15
12.5
560
9000
0.75
16
13.33
500
8500
0.8
17
14.17
430
7800
0.8
18
15
360
7000
0.73
19
15.83
280
6000
0.67
設計風壓p =430Pa ，設計質量流量qm = 17kg /s ，密度 p= 1.2 kg/m3 ，溫度T =293K ，轉速n =1450r/min ，采用孤立翼型法進行設計 [8] 。孤立翼型法也有很多種，從研究問題和解決問題的方法來說，雖各具有不同的特點和一定的價值，但是實質都是一致的，都是按翼型的基本理論采用孤立翼型的試驗數據來進行的。
初步設計僅改變葉片的結構形式，風機的其它結構不變動，仍然采用原來的形式。風機的整體結構尺寸也采用原來的形式，其示意圖如圖1 所示。
數值模擬是在兩個葉片之間的流道中進行的，實際上是研究兩個葉片之間的流動情況，包括流進葉片時的氣體進口通道和流出葉片時的氣體出口通道。從葉片的重心位置向葉片進口和出口段分別延伸，這樣兩相鄰葉片與輪轂和機殼之間就形成一個流道。流動介質設定為實際氣體，流態為定常的 B-L 湍流模型。在變環量指數分別為 0.5 、 0.6 和 0.7 3 種情況下選取 5 種工況進行模擬，模擬結果殘差收斂很好，整體殘差都在 10 -5 以下。整機數值模擬的結構圖如圖 2 所示。
由不同變環量指數的數值模擬結果可以看出，質量流量分別從15kg/s 、 16kg/s 、 17kg/s 、 18kg/s 和 19kg /s 逐漸增大時，進口壓力不變，出口壓力逐漸減小，風壓逐漸減小。變環量指數為 0.6 時的風壓高于變環量指數為 0.5 和 0.7 時，這 3 種情況都高于改造前的風壓。不同變環量指數的風壓性能曲線如圖 3 所示。
質量流量分別從 15kg/s 、 16kg/s 、 17kg/s 、 18kg/s 和 19kg /s 逐漸增大時,廠房降溫水簾，軸功率逐漸減��；變環量指數為 0.6 時的軸功率低于變環量指數為 0.5 和 0.7 時，這3 種情況都比改造前的軸功率低。不同變環量指數的功率性能曲線如圖4所示。
質量流量分別從 15 、16 、17 、18 和19kg /s 逐漸增大時，全壓效率先增大后減小，呈拋物線形狀變化。變環量指數為 0.6 時的全壓效率高于變環量指數為0,負壓風機廠.5 和 0.7 時，這3 種情況都比改造前的全壓效率高。不同變環量指數的全壓效率性能曲線如圖5所示。
3 結論
通過對比改造前和改造后3 種情況的性能特點，針對這種型號的風機，可以得出以下結論：
（1）變環量指數分別取0.5 、0.6 和 0.7 時，風機的性能變化不大；
（2）變環量指數取0.6 優于 0.5 和 0.7 ，全壓效率提高4% 左右，效率曲線平坦；風壓比改造前提高20Pa 左右；軸功率比改造前降低 20W 左右。改造以后風機性能明顯提高。數值模擬計算所得的設計點的風壓為 450Pa 左右，最高全壓效率大約為84.76% 。
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