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------高效换热器实验台风洞系统

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高效换热器实验台风洞系统	风洞系统铭牌

风洞系统照片

　　本高效换热器实验台风洞系统是我公司与西安交通大学能动学院过程装备与控制工程系联合设计的，使用单位：长沙理工大学

系统总体三维图

简介

1、结构示意

2、风机风量选择

　　在实验段迎面风速达到40 m/s，再增加10％裕量，实验段主体截面为500×500 mm，则设计风量达到39600 m3/h，初选4－72－NO10C离心风机（见下表），为减少轴向距离，风机与电机平行布置，采用C型三角带6根传动，采用非标电机转速1450 r/m，电机型号：Y250M-4。

离心风机型号	驱动方式	全压2247 Pa	全压1877 Pa	进口尺寸	出口尺寸
4－72－NO10	皮带（C型）	流量41044 m3/h	流量48797 m3/h	Φ1000 mm	700×800 mm

2.3 结构说明

2.3.1 方圆过渡段

　　4－72－NO10C离心风机进口尺寸为圆形截面，风机上游的实验段为方形截面，故在离心风机进口前设置方圆过渡段，采用等截面积过渡。

2.3.2 第一扩散段

　　常规低速风洞中，第一扩散段位于试验段下游，设计全扩散角θ≤5o，使扩散段摩擦损失与扩压损失之和最小。扩散段面积比过大时气流有产生分离的危险，常认为扩散段面积比应限制在2左右。本设计限于实验段截面积和风机进口面积已经固定，面积比为3.14。

进口尺寸	进口面积	出口尺寸	出口面积	面积比	全扩散角	扩散段长度
500×500 mm	0.25 m2	886×886 mm	0.785 m2	3.14	4o	5530 mm

2.3.3 第二拐角（第一拐角利用风机结构）

　　设计时通常取拐角半径与进出口流道通径之比为0.2左右，对于矩形流道，采用小边的尺度700mm定义流道通径，符合该比例在0.15～0.2间较为理想的趋势（即≤0.2）。导流片数量采用标准数量n=2.13×0.2-1=10.65≈10。导流片为等截面通道的钝头双圆弧型拐角导流片，并采用等间距分布，导流片间距弦长比为1:3。

进、出口尺寸	内、外拐角半径	半径/流道通径	导流片数	导流片间距	间距弦长比	弦长
700×800 mm	140 mm	0.2	10	90 mm	1:3	270 mm

2.3.4 第二扩散段

　　第二扩散段位于第二拐角下游，第二扩散段前布置一等截面段，使待扩散气体得到一定的稳流。第二扩散段在扩压的同时，使风洞截面由矩形转变为方形。

入口尺寸	入口面积	面积比	出口面积	出口尺寸	全扩散角	长度
700×800 mm	0.56 m2	2.0	1.12 m2	1058×1058 mm	3o	6874 mm

2.3.5 第三拐角

　　设计时通常取拐角半径与进出口流道通径之比为0.2左右，在0.15～0.2间较为理想。导流片数量采用标准数量n=2.13×0.189-1=11.27≈11。导流片为等截面通道的钝头双圆弧型拐角导流片，并采用等间距分布，导流片间距弦长比宜为1：3。

进、出口尺寸	内、外拐角半径	半径/流道通径	导流片数	导流片间距	间距弦长比	弦长
1058×1058 mm	200 mm	0.189	11	125 mm	1:3.04	380 mm

2.3.6 第四拐角

　　同第三拐角。

进、出口尺寸	内、外拐角半径	半径/流道通径	导流片数	导流片间距	间距弦长比	弦长
1058×1058 mm	200 mm	0.189	11	125 mm	1:3.04	380 mm

2.3.7 收缩段

　　对于矩形，风洞收缩比等于单边的收缩比，C=(Y1/Y2)2，国外常规低速风洞设计经验收缩比为C=7～10，在稳定段内设置必要的整流装置，就可以保证实验段的气流品质达到高品质要求。收缩段长度L=(0.5～1.0)X1，收缩度曲线采用维氏公式，移轴方式确定。

出口尺寸Y2	收缩比	边长比	进口尺寸Y1	收缩段长度L
500×500 mm	9	3	1500×1500 mm	1500 mm

收缩度曲线：　
　

2.3.8 稳定段

　　稳定段后半部分为静流段，静流段长度设计为稳定段水力直径的一半。稳定段为风洞内空间最大之处，气流在稳定段内的流速将明显降低。气流在通过稳定段内各整流装置（阻尼网）、冷却器、加热器和加湿器时压降也相应减小。

截面尺寸	长度	静流段长度	最大风速
1500×1500 mm	1000 mm	750mm	4.89m/s

2.3.9 大角度扩散段

　　大角度扩散段位于第四拐角后、稳定段之前。国外的研究认为：当大角度扩散段的面积比<4，全扩散角<45o时，只要在大角度扩散段内布置有足够的整流网就可以达到满意的效果。

进口尺寸	出口尺寸	进口面积	出口面积	面积比	长度	全扩散角	整流网数	网规格
1058×1058 mm	1500×1500 mm	1.12 m2	2.25 m2	2	1000 mm	24.92o	1	30目

2.3.10 整流隔栅

　　设计整流隔栅每格尺寸50×50 mm，长度为200 mm，布置在风机上游方圆过渡段前和稳流段前部。

2.3.11 膨胀节

　　风机进口膨胀节直径Φ1000 mm，长度400 mm；风机出口膨胀节为700×800 mm，长度400 mm，帆布外层，内钢丝编织衬里。

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