离心风机的设计全部.doc

2. 离心式通风机的结构及原理 2.1离心风机的基本组成 主要由叶轮、机壳、进口集流器、导流片、联轴器、轴、电动机等部件组成。旋转的叶轮和蜗壳式的外壳。旋转叶轮的功能是使空气获得能量； 蜗壳的功能是收集空气，并将空气的动压有效地转化为静压。 2.2离心风机的原理 叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能, 然后经蜗壳和蜗壳出口扩散段将部分动能转化为静压。这样,风机出口的空气就是具有一定静压的风流。 1-进气室；2-进气口；3-叶轮；4-蜗壳；5-主轴；6-出气口；7-扩散器 2.3离心风机的主要结构参数 如图所示，离心风机的主要结构参数如下。 ①叶轮外径, 常用D表示； ②叶轮宽度, 常用b表示； ③叶轮出口角,一般用β表示。叶轮按叶片出口角的不同可分为三种: ??? 前向式──叶片弯曲方向与旋转方向相同, β 90°(90°～ 160°)； ??? 后向式──叶片弯曲方向与旋转方向相反, β 90°(20°～ 70°)； 径向式──叶片出口沿径向安装,β= 90°。 2.4离心风机的传动方式 如图所示。 3. 离心式通风机的设计 3.1 通风机设计的要求 离心通风机在设计中根据给定的条件:容积流量，通风机全压 ，工作介质 及 以用其他要求，确定通风机的主要尺寸，例如，直径及直径比 ，转速n,进出口宽度和，进出口叶片角 和 ，叶片数Z，以及叶片的绘型和扩压器设计，以保证通风机的性能。 对于通风机设计的要求是： （1） 满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近； （2） 最高效率要高，效率曲线平坦； （3） 压力曲线的稳定工作区间要宽； （4） 结构简单，工艺性能好； （5） 足够的强度，刚度，工作安全可靠； （6） 噪音低； （7） 调节性能好； （8） 尺寸尽量小，重量经； （9） 维护方便。 对于无因次数的选择应注意以下几点： （1） 为保证最高的效率，应选择一个适当的 值来设计。 （2） 选择最大的 值和低的圆周速度，以保证最低的噪音。 （3） 选择最大的值，以保证最小的磨损。 （4） 大时选择最大的 值。 3.2 设计步骤 3. 2.1 叶轮尺寸的决定 叶轮的主要参数: :叶轮外径 :叶轮进口直径； :叶片进口直径； :出口宽度； :进口宽度； :叶片出口安装角； :叶片进口安装角； Z:叶片数 :叶片前盘倾斜角； 一． 最佳进口宽度 在叶轮进口处如果有迴流就造成叶轮中的损失，为此应加速进口流速。一般采用，叶轮进口面积为 ，而进风口面积为 ，令 为叶轮进口速度的变化系数，故有： 由此得出： 考虑到轮毂直径引起面积减少，则有： 其中 在加速20%时，即, 加速20%的叶轮图 二． 最佳进口直径 由水力学计算可以知道，叶道中的损失与速度的平方成正比，即 。为此选择在一定的流量和转速条件下合适的，以使为最小。 首先讨论叶片厚度的影响。由于叶片有一定厚度 ；以及折边的存在，这样使进入风机的流速从增加至，即： 叶片厚度和进出口的阻塞系数计算 用 和 分别表示进出口的阻塞系数： 式中为节距， 为切向叶片厚度 同理 那么进出口的径向速度为： 当气流进入叶轮为径向流动时，,那么： 为了使最小，应选用适当的。总之在中间值时，使最小，即 考虑到进口20%加速系数，及轮毂的影响 求极小值，得出的优化值为： 出口直径不用上述类似的优化方法，只要选用合适 的即可: 即： 也可以根据 ，求出 三． 进口叶片角 1. 径向进口时的 优化值 同一样，根据为最小值时，优化计算进口叶片角 。当气流为径向进口时，,且均布，那么从进口速度三角形（令进口无冲击=） 代入值后得出值，最后得出： (3-5) 求极值，即 (3-6a) 这就是只考虑径向进口时的 优化值。 把（3-6a）式代入(3-4a)至(3-4d)式： (3-6b) 进而当 时： (3-6c) 或者： (3-6d) 2. 当叶轮进口转弯处气流分布不均匀时 的优化值。 图3-4，叶片进口处速度分布不均匀，在前盘处速度大小 为和，比该面上的平均值要大，设 那么 此外： 当 时： (3-7a) 进而采用近似公式: 其中为叶轮前盘叶片进口处的曲率半径。计算出来的 角比小一些。如下表所示： : 0.2 0.4 1.0 2.0 3