焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 正文 3 2. 離心式 通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)及原理 2.1 離心風(fēng)機的基本組成 主要由葉輪 、 機殼 、 進口集流器 、 導(dǎo)流片 、 聯(lián)軸器 、 軸 、 電動機等部件組成。旋轉(zhuǎn)的葉輪和蝸殼式的外殼。旋轉(zhuǎn)葉輪的功能是使空氣獲得能量； 蝸殼的功能是收集空氣，并將空氣的動壓有效地轉(zhuǎn)化為靜壓。 2.2 離心風(fēng)機的原理 葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使空氣獲得動能 , 然后經(jīng)蝸殼和蝸殼出口擴散段將部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓。這樣 ,風(fēng)機出口的空氣就是具有一定靜壓的風(fēng)流。 1-進氣室； 2-進氣口； 3-葉輪； 4-蝸殼； 5-主軸； 6-出氣口； 7-擴散器 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 正文 4 2.3 離心風(fēng)機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 如圖所示，離心風(fēng)機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下。 葉輪外 徑 , 常用 D 表示； 葉輪寬度 , 常用 b 表示； 葉輪出口角 ,一般用表示。葉輪按葉片出口角的不同可分為三種 : 前向式葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相同 , 90 (90 160 )； 后向式葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反 , 1617 雙吸入式并聯(lián)離心式 ns=1836 軸流式 2. 初步選擇葉片出口角 ： 一般后向葉輪葉片出口角 范圍為，最好。機翼型葉片時效率較高。與 成線性關(guān)系。 或： 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 正文 21 3. 用所選的 ，查圖 3-26或計算，給出 ，計算： 一般： =0.60.8 強后向葉片 =0.81.2 后向葉片 =1.21.4 徑向葉片 =1.42.4 前向葉片 4. 確定出口半徑 D2 這樣可進一步判斷是否合理。一般同步轉(zhuǎn)速 , p為極對數(shù)。 5. 確定進口的直徑 D1（例如 時為式（ 3-6c）： 為此先算 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 正文 22 上式只適用于 0.3的前向葉輪： 6. 確定進口直徑： 7. 確定葉片數(shù) Z： 8. 確定 b2和 b1： 后向葉輪時： 式中： 對于后向葉輪： 對于前向葉輪： ns= 4.511.7 =0.250.35 b1=1.21.5 =0.350.5 b1=1.52.0 0.5 b1=2.02.5 取直平前盤 b2=b1。錐形前盤時，給定一定的 ，取 值不要太大。 9. 進口葉片角 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 正文 23 氣流角 取為沖角 : 10. 驗算全壓 如果偏離太大，修正 和 Z值。 11. 葉片繪型 12. 決定蝸殼尺寸 （ 1） 計算蝸殼寬度 B 一般經(jīng)驗公式為： 或 低比轉(zhuǎn)數(shù)取下限，高比轉(zhuǎn)速取上限。 為葉輪進口直徑， （ 2） 計算蝸殼出口 A： 一般取 （ 3） 用等基方法或不等基方法計算蝸殼內(nèi)壁線， 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 正文 24 （ 4） 決定 蝸舌尺寸 蝸舌頭部半徑 間隙： （后向葉片） （前向葉片） 13. 計算功率 其中 k為安全系數(shù) ,方法 k=1.15. 3.3 離心風(fēng)機設(shè)計時幾個重要方案的選擇 ： (1)葉片型式的合理選擇：常見風(fēng)機在一定轉(zhuǎn)速下，后向葉輪的壓力系數(shù)中 t 較小，則葉輪直徑較大，而其效率較高；對前向葉輪則相反。 (2)風(fēng)機傳動方式的選擇：如傳動方式為 A、 D、 F 三種，則風(fēng)機轉(zhuǎn)速與電動機轉(zhuǎn)速相同；而 B、 C、 E 三種均為變速，設(shè)計時可靈活選擇風(fēng)機轉(zhuǎn)速。一般對小型風(fēng)機廣泛采用與電動機直聯(lián)的傳動 A，對大型風(fēng)機 ，有時皮帶傳動不適，多以傳動方式 D、 F 傳動。 對高溫、多塵條件下，傳動方式還要考慮電動機、軸承的防護和冷卻問題。 (3)蝸殼外形尺寸的選擇：蝸殼外形尺寸應(yīng)盡可能小。對高比轉(zhuǎn)數(shù)風(fēng)機，可采用縮短的蝸形，對低比轉(zhuǎn)數(shù)風(fēng)機一般選用標(biāo)準(zhǔn)蝸形。有時為了縮小蝸殼尺寸，可選用蝸殼出口速度大于風(fēng)機進口速度方案，此時采用出口擴壓器以提高其靜壓值。 (4)葉片出口角的選定：葉片出口角是設(shè)計時首先要選定的主要幾何參數(shù)之一。為了便于應(yīng)用，我們把葉片分類為：強后彎葉片 (水泵型 )、后彎圓弧葉片、后彎直葉片、后彎機翼形葉片；徑向出口葉片、徑 向直葉片；前彎葉片、強前彎葉片 (多翼葉 )。 (5)葉片數(shù)的選擇：在離心風(fēng)機中，增加葉輪的葉片數(shù)則可提高葉輪的理論壓力，因為它可以減少相對渦流的影響 (即增加 K 值 )。但是，葉片數(shù)目的增加，將增加葉輪通道的摩擦損失，這種損失將降低風(fēng)機的實際壓力而且增加能耗。因此，對每一種葉輪，存在著一個最佳葉片數(shù)目。 (6)全壓系數(shù) t 的選定：設(shè)計離心風(fēng)機時，實際壓力總是預(yù)先給定的。這時需要選擇全壓系數(shù) t。 (7)葉輪進 出口的主要幾何尺寸的確定：葉輪是風(fēng)機傳遞給氣體能量的唯一元件， 其設(shè)計對風(fēng)機影響甚大；能否正確確定葉輪的主要結(jié) 構(gòu)，對風(fēng)機的性能參數(shù)起著關(guān)鍵作用。它包含了離心風(fēng)機設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù) -葉片的設(shè)計。而葉片的設(shè)計最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何確定葉片出口角 2A。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 正文 25 4. 結(jié)論 在設(shè)計離心風(fēng)機時，關(guān)鍵就是掌握好葉輪葉片出口角 2A 的確定。 根據(jù)葉 片出 口角 2A 的不同 ，可 將葉 片分 成三種 型式 即后 彎葉片(2A 90 )，徑向出口葉片 (2A=90 )和前彎葉片 (2A 90 )。 三種葉片型式的葉輪，目前均在風(fēng)機設(shè)計中應(yīng)用。前彎葉片葉輪的特點是尺寸重量小，價格便宜，而后彎葉片葉輪可提高效率，節(jié)約能源，故在現(xiàn)代生產(chǎn)的風(fēng)機中，特別 是功率大的大型風(fēng)機多數(shù)用后彎葉片。 現(xiàn)代前彎葉片風(fēng)機效率，比老式產(chǎn)品已有顯著提高，故在小流量高壓力的場合或低壓大流量場合中仍廣為采用。 徑向出口葉片在我國已不常用，在某些要求耐磨和耐腐蝕的風(fēng)機中，常用徑向出口直葉片。 離心風(fēng)機葉輪設(shè)計時還必須考慮到比轉(zhuǎn)速與葉片型式存在一定的關(guān)系，故在確定葉片出口角的同時，必須綜合考慮三種葉片型式對壓力、徑向尺寸和效率的影響。 正確確定了離心風(fēng)機葉輪葉片出口角 2A 將為葉輪其它主要幾何尺寸的確定奠定了堅實的基礎(chǔ)，從而對整臺離心風(fēng)機的性能起著關(guān)鍵的作用 附錄 參考文獻 ： 機械工程手冊、電機工程手冊編輯委員會編 . 機械工程手冊 . 北京 : 機械工業(yè)出版社 , 1982. 離心式與軸流式通風(fēng)機編寫組 . 離心式與軸流式通風(fēng)機 . 北京 : 水利電力出版社 , 1983. 趙復(fù)榮 , 祁大同等 . 低壓旋渦風(fēng)機的設(shè)計與實驗 . 流體機械 , 2000