一、选题的依据及意义

通风机是煤矿的主要能耗设备，轴流式通风机主要由进风口、工作轮、整流器、主体风筒、扩散器和传动轴等部件组成，它的主要原理是风机运转时，空气沿着风机的轴向方向进入叶轮，被叶片挤压向前推动，经扩散器排出（轴向进入，轴向流出），其主要特点，结构紧凑，便于调节风量、风压，但构造复杂，较难维护。叶轮是由固定在轴上的轮毂和以一定角度安装其上的叶片组成。叶片的形状为中空梯形，横断面为翼形。沿高度方向可做成扭曲形，以消除和减小径向流动。叶轮的作用是增加空气的全压。叶轮有一级和二级两种。二级叶轮产生的风压是一级两倍。整流器安装在每级叶轮之后，为固定轮。其作用是整直由叶片流出的旋转气流，减小动能和涡流损失。

二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）

    随着压气机第一级负荷的不断提高，简单的、固定弯度的可调进口导叶结构，对继续满足压气机稳定有效的运行来说，已经不太合适。为了进步改善可调导叶的性能，国外60年代末提一种新型进口导叶结构，即将导分成两部分，或者三部分。叶片的前缘部分固定，后面的部分可以自由转动。这种导叶的优点是能在保证进口气流条件不变的情流况下，改变出口气流方向，使其满足后排叶栅进口气流方向的要求。从而缓解流攻角对进口流场的均匀性和气流的稳定性会带来不利影响。目前，对于变尾缘导叶还缺乏深入、系统的试验研究。

就目前国外风机技术发展趋势而言，将朝着风机容量不断增大、高效化、高速小型化和低噪音方向发展。大型风机容量继续增大，随着各种工业装置规模的大型化，需要的各类风机的容量也在不断增加，大机号的风机在未来几年在市场中将会有所增加；高效化，为提高效率，三元流动叶轮已在通风机中得到越来越广泛的应用；高速小型化，各类风机采用三元流动叶轮后，在提高效率的同时，压力也可提高，所以在同等条件下，叶轮外径可减少10%～30%，这样就取得缩小体积和减轻重量的明显效果；低噪声化，风机的噪声是工业生产中噪声污染源最主要来源之一，风机大型化和高速化使噪声问题更加突出，对低频噪声，风机主要通过改进风机结构设计，降低本体噪声，若达不到要求，可采取加装消声器等措施。     到2009年底，中国风力发电能力将由目前的400万kW提高至约1,000万kW，是目前世界市场产能的一半，中国两大风机制造商金风和华锐都已做出了2009年和2010年的大型出口计划，中国目前尚无风机出口，但是一旦政府推动，出口会迅速发展。目前世界最大的风机生产商是丹麦的Vestas，其他比较重要的生产商是西班牙的Gamesa、美国的通用电气、印度的Suzlon和德国的Enercon。

三、本课题研究内容

本课题对两级普通轴流式通风机的结构进行设计，特别是对一些关键部位进行设计计算和强度校核。重点是通风机的动叶和动叶轮以及导叶的设计，及动叶片和轮毂的强度校核。

动叶的强度校核在本设计中，只需要对叶片根部进行强度校核即可，安全系数s≥2。对叶片固定的轮毂均应进行强度校核。采用近似计算。安全系数为s≥2。

四、本课题研究方法

本次课题通过对给定流量和压力参数进行分析，设计一台大型动叶可调两级普通轴流式矿用通风机。通风机动叶和叶轮机构是动叶可调，动叶轮轮毂采用直筒式。动叶可调不仅可以大大扩大运行工作范围，而且可以显著提高变工况下的效率。直筒型轮毂结构简单，容易制造，易保证通道表面的平滑，不宜产生分离气流。

五、研究目标、主要特色（创新）及工作进度

（1）主要结构参数的确定：叶轮外径，轮毂比ν，叶片数

（2）选择电动机：计算风机轴功率N。

（3）动叶片的设计、强度校核

（4）动叶片结构和轮毂结构设计

（5）总体结构设计

六、参考文献

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[5]  孙研.通风机选型使用手册.北京：机械工业出版社，1999，9

[6]  李庆宜. 通风机[M]. 北京: 机械工业出版社, 1986

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