由軸流風機的速度三角形知,轉速的變化會引起圓周速度的變化,從而改變了氣流流動的方向。當轉速增大時,葉輪牽連速度u增加,則氣體相對于葉輪的進口速度w和出口速度w2也有所增加,而氣流進口角和出口角減小;當轉速減小時,葉輪牽連速度u減小,則氣體相對于葉輪的進口速度w1和出口速度w2也有所減小,而氣流進口角β1和出口角β2增大。因此當轉速變化時,氣流的風機流動方向就會發(fā)生改變。氣流方向的改變改變了氣流與機殼、葉輪間氣體流動相互作用的程度。當這種相互作用達到某種狀態(tài)時,會增加壁面損失、二次流損失、渦流損失等,導致內(nèi)部流動損失上升,降低通風機的性能。轉速過小,氣流進口角很大,這時葉型不但沒有充分發(fā)揮氣動特性,相反葉型阻力大增,導致效率下降;轉速過高,內(nèi)部流場的擾動加劇,各個方面的損失降低了葉型的氣動力特性,同樣不能發(fā)揮出較好排煙風機的性能,造成了效率下降。下面以葉根安裝角35.4°,風量10m3/s風機參數(shù)為模型,改變其轉速n分別為1100rpm,1300rpm和1500rpm,得到葉片表面速度的分布圖A,B,C。從圖A,B,C看出,氣流總體沿Y軸正方向流動,n=1300rpm時,氣流沿著葉面的流動較好,n=1500rpm 時,氣流在前緣和后緣有所交錯,當n=1100rpm時,氣流交錯的現(xiàn)象更加嚴重,氣流的交錯必然會產(chǎn)生渦流,從而導致性能的下降。通過比較,
n=1100rpm :η=80.89098% ;
n=1300rpm :η=83.24161% ;
n=1500rpm :η=82.36975% ;
由風機理論可知,一定的轉速與一定的葉輪葉片相匹配,即一定的轉速與一定的葉片數(shù)、葉片安裝角、弦長相匹配。當通過數(shù)值模擬比較不同轉速對風機效率的影響時,在確定的葉片數(shù)、葉片安裝角、葉剖面弦長下,就會有一個確定轉速與之相匹配。在設計的技術參數(shù)下,性能最好的轉速應該為設計轉速。對于本文中的算例,是按照n=1500rpm時設計的風機基本技術參數(shù)進行數(shù)值模擬,因此n=1300rpm時性能最好。由上述分析可知,當轉速偏小或過大時,對于給屋頂風機定的風機性能都會有影響。對于一定的風機應采用適當?shù)霓D速。