离心通风机的设计
4-72型离心通风机毕业设计
毕业设计（论文）题目通用No7C/4-72型离心通风机设计学院名称机械工程学院指导教师李启成职称教授班级热能与动力工程1201班学号20124140136学生姓名仲启鑫2016年 6月4日通用No7C/4-72型离心通风机设计摘要: 4-72型离心通风机具有通风效果好、适用性强、噪音低、维护方便等优点。
本次设计根据通风机设计的理论基础，对离心通风机的主要参数进行研究和分析，设计一台用于工厂及大型建筑物室内通风换气的4-72型离心通风机。
本文完成了4-72型离心通风机的叶轮、轴盘、轴、带轮、蜗壳等重要零部件的设计，重点是离心通风机叶轮的设计计算和轴的设计计算。
并进行叶轮、轴、键的强度校核和轴承寿命的校核等。
本设计严格执行最新国家标准及行业标准，参照在现有应用的离心通风机的基础上，完成通用No7C/4-72型离心通风机的设计。
离心通风机广泛应用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却。
关键词：离心通风机；叶轮；蜗壳；强度校核Universal No7C/4-72 Type Centrifugal FanAbstract: 4-72 type centrifugal fan ventilation effect is good, strong applicability, low noise, easy maintenance, etc. This design based on the extension design basis, on the basis of the main parameters according to the centrifugal fan, study and analysis, and design a used in factories and large buildings indoor and ventilated take a breath of 4-72 type centrifugal fan. This paper completed the 4-72 type centrifugal fan impeller, shaft, shaft, belt wheel, the design of the volute and other important components, the focus is on the calculation in the design of centrifugal fan impeller and shaft design and calculation. As well as impeller, shaft, key checking respectively and the checking of bearing life. This design strictly carry out the latest national standards and industry standards, with reference to the existing in the practical application of processing of centrifugal fan design drawings, complete the design of centrifugal fan.Design of universal No7C/4-72 type centrifugal fan. Centrifugal fans are widely used in factories, mines, tunnels, cooling towers, vehicles, ships and buildings of ventilation, dust and cooling.Keywords：Centrifugal fan；Impeller；V olute；Strength check目录中文摘要 (i)英文摘要 (ii)1 绪论................................................. ..11.1离心通风机概述........................................... ..11.2通风机分类 ............................................... ..11.3通用4-72型离心通风机 ................................... ..42 4-72型离心通风机的结构形式.......................... (5)2.1离心通风机的结构形式....................................... .52.2离心通风机的主要零部件..................................... .83 离心通风机的特性参数 (11)3.1通风机的流量 (11)3.2通风机的压强 (11)3.3通风机的转速 (11)3.4通风机的轴功率 (12)3.5通风机的效率 (12)4 4-72型离心通风机主要零部件设计计算 (13)4.1离心通风机的设计要求 (13)4.2离心通风机设计主要参数 (13)4.3叶轮的设计计算 (14)4.4蜗壳的设计计算 (23)4.5电动机的选择 (25)4.6V带轮设计计算 (26)4.7轴的设计计算 (29)4.8轴承选型 (30)5 通用NO7C/4-72型离心通风机主要零件的强度校核 (32)5.1叶轮的强度校核 (32)5.2轴的强度校核 (35)5.3键的强度校核 (37)5.4轴承寿命的校核 (37)6 通风机的安装和维护 (38)6.1通风机安装方法 (38)6.2通风机的维护 (38)结论 (40)参考文献 (41)谢辞 (42)附录 (43)1英文原文 (43)2中文翻译 (53)1 绪论1.1 离心通风机概述风机顾名思义是抽风或送风的机械设备。
离心通风机设计方法
离心通风机设计方法
首先，在机械设计方面，需要确定通风机的型号和规格。
根据具体的使用需求和风量计算，选用适当的型号。
通风机的型号大小直接影响到其性能和功耗。
同时，需要确定通风机的转速和功率。
转速的选择需要平衡风量、静压、效率和噪音等方面的要求。
功率的大小是决定驱动设备的能力。
其次，在流体动力学方面，需要对通风机的叶轮进行设计。
叶轮的设计是通风机性能的关键。
首先需要确定叶轮的几何参数，包括叶片数、倾角、展弦比等。
这些参数的选择取决于需要的风量、静压和效率。
同时，还需要对叶轮进行流场分析和优化设计，以提高流体的流通性能，并减小能量损失。
此外，材料的选用也是设计离心通风机时需要考虑的重要因素之一、离心通风机在使用中会受到较大的载荷和振动，因此需要选择具有足够强度和刚度的材料。
常见的材料包括铁、钢、铝和合金等。
选择适当的材料可以提高通风机的可靠性和使用寿命。
除了上述三个方面的设计，还需要考虑其他一些因素。
例如，通风机的噪音控制。
通风机在工作过程中会产生噪音，因此需要采取一定的措施进行噪音控制，如通过降低转速、增加隔音材料等。
另外，还需要考虑通风机的安装和维护。
通风机的安装需要保证其与周围环境的良好密封性，以避免泄漏和能量损失。
维护方面，要定期对通风机进行清洁和检测，保持其良好的工作状态。
总之，离心通风机的设计涉及到机械设计、流体动力学和材料选用等方面。
通过合理的设计和选择，可以提高通风机的性能和使用寿命，提供良好的通风效果。
离心式通风机蜗壳线型设计方法
离心式通风机蜗壳线型设计方法Centrifugal fans are widely used in various industries for ventilation and air circulation. The design of the scroll line in a centrifugal fan is crucial to its performance and efficiency.离心式通风机广泛应用于各种行业，用于通风和空气循环。
在离心风机中，蜗壳线的设计对其性能和效率至关重要。
The scroll line of a centrifugal fan plays a key role in guiding the airflow and increasing the pressure of the air passing through the fan. It essentially determines the fan's ability to move air efficiently and effectively.离心风机的蜗壳线在引导空气流动和增压方面起着关键作用。
它实质上决定了风机有效高效地移动空气的能力。
When designing the scroll line of a centrifugal fan, engineers must consider various factors such as the fan's operating conditions, airflow requirements, and desired performance outcomes. Each ofthese factors will influence the shape and dimensions of the scroll line.在设计离心风机的蜗壳线时，工程师必须考虑各种因素，如风机的运行条件、空气流量要求和期望的性能结果。
7、离心风机的流场分析和参数化设计
(5) 由于分析的是二维风机 , 没有考虑涡壳两 端面对流场的影响 , 因此存在一定误差 。本文为三维 的 CFD 流场分析奠定了基础 。 参考文献 【1】沈阳鼓风机研究所 , 东北工学院流体机械教研室 1离
压力约为 728Pa, 则风机全压 p (出口压力 728Pa 减 去进口压力 200Pa) 为 528Pa, 按照全压系数公式 p = p / ( v2ρ) = 111 (其中 v为叶轮外径圆周速度 , ρ为空 气密度 ) , 与图 5的关系曲线图基本相吻合 。
图 1 叶片的三种基本形式 本文针对前向叶轮不同的叶片形状和圆弧形叶片 不同的出口角度 , 利用 FLUENT软件对二维离心风机 流场进行有限元数值模拟 , 改变出口角度进行参数化 设计 , 并得出全压系数与叶片出口角的关系图 , 并与 试验结果曲线图进行比较 , 对叶片出口角进行优化 。
5 结论 (1) 利用 FLUENT有限元软件能很好地模拟离 心风机流场 , 计算出风机的性能参数 。
(2) 弧形叶片的全压系数比直叶片的全压系数 要高 , 因此高压系列的通风机一般采用弧形弯曲叶 片。
(3) 参数化建模实现获取离心风机结构参数后 自动创建几何模型和划分网格 , 通过改变参数 , 可以 快速有效地由 GAMB IT软件运行 journal文件 , 自动 进行网格剖分和设定边界条件 , 生成网格文件 。
1 弧形叶片风机的流场模拟结果 图 2为某弧形叶片风机的有限元模型图 , 其叶片
出口角度为 160°, 叶轮外径为 150mm, 气体为空气 , 密度为 1129kg/m3 , 转速为 2492 r/m in, 进口压力为 200Pa。图 3、4分别为风机求解后的压力云图和速度 矢量图 , 图 5为参考文献 [ 1 ] 所提供的试验得出的 全压系数与叶片出口角的关系图 , 图 6为出口压力分 布图 , 由图可以看出气体在流道中的流动情况 , 气体 垂直于风机轴流经叶轮叶片构成的流道 , 涡壳将叶轮 甩出的气体集中导流 , 从出气口排出 。当气体通过旋 转叶轮的叶道间时 , 由于叶片的作用 , 气体获得能 量 , 即气体压力提高和动能增加 。出口位置最大压力 为 900Pa, 从出口位置的最左端到平齐涡舌处 , 平均
离心式通风机的变型设计及计算
离心式通风机的变型设计及计算
离心式通风机的变型设计及计算是离心式通风机研制过程中的重要内容，它可以更好地满足用户的需求。
一般情况下，离心式通风机的变型设计及计算主要包括以下几个方面：
一、形状和尺寸变型设计及计算
离心式通风机的形状和尺寸是根据通风机的功能和用途来确定的，它可以满足用户不同的要求。
一般情况下，它的形状和尺寸可以分为风口形状和风口尺寸、风叶形状和风叶尺寸、风道形状和风道尺寸、电机性能和安装尺寸等几个方面。
具体形状和尺寸的设计及计算要根据具体需求而定，一般通过计算机辅助设计的方法来确定。
二、性能变型设计及计算
离心式通风机的性能是指其排风能力、噪声水平、能耗水平等，它们是通风机使用中最重要的性能指标。
性能变型设计及计算要根据用户的需求，根据形状和尺寸的设计及计算，利用计算流体力学和计算机辅助设计的方法，结合实际测试数据，进行相应的变型设计及计算。
三、外形结构变型设计及计算
外形结构变型设计及计算是指将通风机的形状和尺寸、性能、外形结构等设计及计算的结果结合在一起，利
用计算机辅助设计的方法进行外形结构变型设计及计算，从而确定最终的离心式通风机结构图。
四、工艺变型设计及计算
工艺变型设计及计算是指根据外形结构、材料特性等，利用计算机辅助设计的方法，进行工艺变型设计及计算，以确定离心式通风机的不同零部件的加工工艺及工艺条件，从而满足用户的需求。
以上便是离心式通风机的变型设计及计算的全部内容，它主要包括形状和尺寸变型设计及计算、性能变型设计及计算、外形结构变型设计及计算、工艺变型设计及计算等几个方面，通过计算机辅助设计的方法，结合实际测试数据，进行相应的变型设计及计算，以满足用户的需求。
离心通风机叶轮的设计方法简述
离心通风机叶轮的设计方法简述如何设计高效、工艺简单的离心通风机一直是科研人员研究的主要问题，设计高效叶轮叶片是解决这一问题的主要途径。
叶轮是风机的核心气动部件，叶轮内部流诱导风机动的好坏直接决定着整机的性能和效率。
因此国内外学者为了了解叶轮内部的真实流动状况，改进叶轮设计以提高叶轮的性能和效率，作了大量的工作。
为了设计出高效的离心叶轮, 科研工作者们从各种角度来研究气体在叶轮内的流动规律, 寻求最佳的叶轮设计方法。
最早使用的是一元设计方法[1] ，通过大量的统计数据和一定的理论分析，获得离心通风机各个关键截面气动和结构参数的选择规律。
在一元方法使用的初期，可以简单地通过对风机各个关键截面的平均速度计算，确定离心叶轮和蜗壳的关键参数，而且一般叶片型线采用简单的单圆弧成型。
这种方法非常粗糙，设计的风机性能需要设计人员有非常丰富的经验，有时可以获得性能不错的风机，但是，大部分情况下，设计的通风机效率低下。
为了改进，研究人员对叶轮轮盖的子午面型线采用过流断面的概念进行设计[2-3] ，如此设计出来的离心叶轮的轮盖为两段或多段圆弧，这种方法设计的叶轮虽然比前一种一元设计方法效率略有提高，但是该方法设计的风机轮盖加工难度大，成本高，很难用于大型风机和非标风机的生产。
另外一个重要方面就是改进叶片设计，对于二元叶片的改进方法主要为采用等减速方法和等扩张度方法等[4] ，还有采用给定叶轮内相对速度W 沿平均流线m 分布[5] 的方法。
等减速方法从损失的角度考虑，气流相对速度在叶轮流道内的流动过程中以同一速率均匀变化，能减少流动损失，进而提高叶轮效率；等扩张度方法是为了避免局部地区过大的扩张角而提出的方法。
给定的叶轮内相对速度W 沿平均流线m 的分布是柜式风机通过控制相对平均流速沿流线m 的变化规律，通过简单几何关系，就可以得到叶片型线沿半径的分布。
以上方法虽然简单，但也需要比较复杂的数值计算。
随着数值计算以及电子计算机的高速发展，可以采用更加复杂的方法设计离心通风机叶片。
离心风机风量设计标准
离心风机风量设计标准
离心风机的风量设计标准通常是根据具体的使用场景和需求来确定的。
一般来说，风机的风量设计标准会受到以下因素的影响：
1. 使用场景，不同的使用场景对风机的风量需求有所不同。
例如，工业通风系统、暖通空调系统、矿井通风系统等都有各自的风量设计标准。
2. 环境要求，环境温度、湿度、气压等因素都会对风机的风量设计产生影响。
在高温、高湿或高海拔等特殊环境下，风机的设计风量需要进行调整。
3. 设备布局，风机的风量设计还需考虑设备布局、管道阻力、风道长度等因素。
这些因素会影响风机的工作效率和所需风量。
4. 安全因素，在一些特殊场合，如化工厂、实验室等，还需要考虑安全因素，确保风机的风量设计符合相关的安全标准。
5. 法律法规，不同国家或地区对于风机的风量设计标准可能会有所不同，需要遵守当地的法律法规要求。
总的来说，风机的风量设计标准是一个综合考虑多种因素的过程，需要根据具体情况进行合理的设计和调整。
最终的设计标准应该能够满足使用需求，同时保证设备的安全、可靠运行。
离心风机设计手册pdf
离心风机设计手册PDF是离心风机设计的专业指南，提供了离心风机设计的全面知识和实用技巧。
该手册首先介绍了离心风机的原理和特点，以及其在各种领域的应用。
接着，手册详细介绍了离心风机的设计过程，包括风机的流量、压力、效率等性能参数的计算，以及风机叶轮、机壳、轴承等部件的设计和选型。
此外，手册还提供了离心风机的通风机设计和运行维护等方面的知识，帮助用户更好地了解和使用离心风机。
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同时，手册还附带了离心风机的相关标准和规范，为用户提供全面的参考资料。
总之，离心风机设计手册PDF是离心风机设计的重要工具书，无论是专业设计人员还是初学者都可以从中受益。
通过阅读该手册，用户可以全面了解离心风机设计的各个方面，提高设计效率和应用效果。
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离心通风机的设计已知条件：风机全压P tf =2554 Pa,风机流量q v =5700 m 3/h, 风机进口压力P in =101324.72Pa 风机进口温度t m =25°C 空气气体常数R=287J/㎏×k 风机转速n=2900r/min1.空气密度ρ()()33in 1847.16.3027328732.133*760273m kg mkg t R P in =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=+=ρ2.风机的比转速432.154.5⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=iF in vs q nn ρρ4325541847.12.136005700290054.5⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=s n =55.733．选择叶片出口角A 2βA 2β=︒35由于比转速较小，选择后弯圆弧叶片。
4．估算全压系数t ψ[]210439.1107966.23835.02523⨯⨯-⨯+=--s A t n βψ[]273.5510439.135107966.23835.0253⨯⨯⨯-⨯⨯+=-- =0.8735．估算叶轮外缘圆周速度2usm s m p u t tF 772.70873.0187.1212554212=⨯⨯==ρψ 6. 估算叶轮外缘出口直径2Dm m n u D 462.029001416.3772.70606022=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯==π 选择2D =0.46m ，相应地s m 85.692=u 7. 计算风机的t ψ、ϕ、s D 、σ884.085.691847.1212554u 21p 222tF t =⨯⨯==ρψ136.085.6946.045700/3600u D 4q 2222v=⨯⨯==ππϕ611.20.136884.0993.0993.0412141t s =⨯==ϕψD405.0884.0136.0432143t21===ψϕσ8.确定叶轮进口直径0D⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=2004d c q D vπ选择悬臂式叶轮，d=0,参考表3-11a 选0c =30s m ；259.0m 3043600567000=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯=πD m 5606.0462.0/259.020==D D 符合表3-11b 的20D D 范围。
9.叶片进口直径()m 1D285.0m )259.01.1(1.101=⨯==D D 6169.021=D D10.选择径向进气'1'1111,c 90r r c c c ==︒=，α11.选择叶片入口前进气速度'1c （m/s ）由于风机的1.01559.0>=ϕ ，6169.021=DD 查图，宜采用扩散形进口，即11>ξ选用 '1c =0.5380c =()s m 14.16s m 30538.0=⨯ 12.计算叶片入口前气流角‘1β3730.060/2900285.014.16u c tan 111=⨯⨯==πβ’‘‘1β='2720︒13.确定叶片入口几何角A 1β/'11i A +=ββ选冲角//339︒=i ，则A 1β='2720︒+/339︒=︒3014.确定叶片入口宽度1b1b =m c D q r v 110.014.16285.01416.33600/5700/11=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=π 15.选叶片数目Z73.126169.0135sin 5.81sin 8.5Z 312A=-︒=-=DD β如表3-7所示，选用Z=13片 16.叶片进口阻塞系数1τ9129.035sin 285.0003.0131sin 11111=︒⨯⨯⨯-=-=πβπδτA D Z其中选用3mm 优质薄板叶片（()m 003.01=δ） 17.气流进入叶片后的径向分速r 1c 和气流角i4085.060/2900285.0680.17tan 680.179129.014.16c c c 1/111/11r 1=⨯⨯===⎪⎭⎫ ⎝⎛===πβτu c s m'477'132230'13221︒=︒-︒=︒=i β18.选择叶片出口后径向分速()s m r 2'c 选择近似双曲线规律的圆弧前盖，故选用s m c r 14.16''c 1r 2=≈19.确定叶片出口宽度b 2m m D D b b 072.0462.0285.0110.02112=⎪⎭⎫⎝⎛⨯==取23.0277.70/14.161558.0462/72/2212====c D b r20.叶片出口阻塞系数2τAD Z 2222sin 1βπδτ-=9532.035sin 462.0003.0131=︒⨯⨯⨯-=π21.叶片出口前径向分速r 2c9333.169532.0/14.16'c c 2r2r 2===τ22.无限叶片数气流出口圆周风速∞u c 2=-=∞A r u c u c 2222cot βs m s m 094.4635cot 933.16277.70=︒⨯-23。
估算滑差系数[]8118.06169.011390/301.15.11111390/1.15.11122212=-⨯++=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯++=D D K A β 24.有限叶片数气流出口圆周分速c u 2()s m s m Kc c u u 419.37094.468118.022=⨯==∞25.校核全压系数t ψ222u c Ku h t ∞=ηψ 参考表3-982.0=⋅in tF η； 86.0=h η914.0277.70094.4681.086.02=⨯⨯=t ψ 它说明本风机原选用873.0=t ψ有余量，其误差为%70.4%100873.0873.0915.0=⨯-26.叶轮出口前、后的气流速度',',,2222w c w c 和角度 ',22αα出口前()sms m c c c r u 072.41933.16419.372222222=+=+=()()()sms m c c u ru 965.36933.16419.37277.70222222222=+-=+-=ϖ4525.0419.37933.16tan 222===u r c c α '21242︒=α出口后()sms m c c c r u 751.4014.16419.37''2222222=+=+=()()()sms m c c u ru 608.3614.16419.37277.70''222222222=+-=+-=ϖ431.0419.3714.16''tan 222===u r c c α '20232︒=α27．校核21ϖϖ()smsm u c r 748.46602900285.0680.172221211=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+=+=πϖ26.1965.36748.4621==ϖϖ28．确定叶片圆弧半径K R 和中心圆半径0R)cos cos (211222122A A K r r r r R ββ--=m m 251.0)30cos 1425.035cos 231.0(2)2/285.0()2/461.0(22=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛︒⨯-︒⨯⨯-=A K K r R r R R 222220cos 2β-+=m ︒⨯⨯⨯-+=35cos 231.0251.02231.0251.022=0.146m29．选择蜗壳宽度B 根据前述，得2)06.0~0(5.112D n B s ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= m m B 257.0~229.0462.0)06.0~0(5.11273.55=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= 取B=0.25m30．采用平均速度m C 计算涡壳型线，选u m C C 2)75.0~65.0(==[(0.65~0.75)] ⨯37.419=24.322~28.064 取m C =26s m31．确定蜗壳张开度A(m)m BC q A m v 2436.02625.03600/5700=⎪⎭⎫⎝⎛⨯==32.确定蜗壳绘制半径 采用不等距基元，且 a=0.15A=0.0365m b=0.1333A=0.0325m c=0.1167A=0.0284m d=0.1A=0.02436mm a A R R a 4381.00365.02436.0231.02=-+=-+=mb A R R b 38121.00325.02436.086231.0862=-⨯+=-+=mc A R R c 3244.00284.02436.084231.0842=-⨯+=-+=md A R R d 2675.002436.02436.082231.0822=-⨯+=-+=33.蜗壳出口长度C 取4.1)/()(=⨯⨯=B A B C F F K c故 C=1.4A=1.4*小0.2436=0.341蜗壳出口速度s m CB q C v c573.1825.0341.03600/5700=⨯==蜗舌间隙t 和蜗舌顶端圆半径r 及其它尺寸由作图时再确定。
34.设计感想通过这次通风机的设计，我们基本了解了通风机的构造，掌握了它的设计方法。
在设计过程中，我们遇到了很多问题，通过查阅其它相关书籍或向他人请教，我们解决了问题，顺利地完成了设计任务。
我们巩固提高了Pro/e 的使用技巧，并学会了由Pro/e 三维模型转化成AUTO CAD 中的二维工程图。