1、离心式通风机设计通风机的设计包括气动设计计算，结构设计和强度计算等内容。这一章主要讲第一方面，而且通风机的气动设计分相似设计和理论设计两种方法。相似设计方法简单，可靠，在工业上广泛使用。而理论设讲方法用于设计新系列的通风机。本章主要叙述离心通风机气动设计的一般方法。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 ，工作介质及其密度 ，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
2、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。1 叶轮尺寸的决定图 3-1 叶轮的主要参数:图 3-1 为叶轮的主要参数: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
3、；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：(3-1a)考虑到轮毂直径 引起面积减少，则有：(3-1b)其中在加速 20%时，即 ,(3-1c)图 3-2 加速 20%的叶轮图图 3-2 是这种加速 20%的叶轮图。近年来的研究加速不一定是必需的，在某些情况下减速反而有利。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。如图 3
4、-3，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：图 3-3 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：(3-2a)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：(3-2b)为了使 最小，也就是 损失最小，应选用适当的 。当 过大时， 过小，但 加大很多，使（3-2c）式右边第二项过大， 加大。当 过小时，（3-2c）式右第二项小，第一项会过大，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， 的表达式为（3-1b）式,代入(3-2c)式为：(3-3c)对式(3-3
5、)求极小值，得出的优化值为：(3-4a)出口直径 不用上述类似的优化方法，只要选用合适 的即可:(3-4b)即： (3-4c)也可以根据 ，求出(3-4d)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 3.0 4.0: 0.952 0.88 0.74 0.58 0.472 0.424: 那么(3-7b)式中 为 的平均值。图 3-4 叶片进口处和分布不均匀图 3-5 进口速度三角3. 当气流进入叶片时有预旋，即 ：由图 3-5 进口速度三角形可以得出：
