多翼离心风机设计
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。
离心风机的选型与设计
摘要离心式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。
离心式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。
本文在了解离心通风机的基本组成，工作原理以及设计的一般方法的基础上，设计了一种离心通风机。
关键字：离心式通风机工作原理设计方法ABSTRACTThe design of Centrifugal fan includes the calculation of aerodynamic and the structure etc. The aerodynamic design of Centrifugal fan has two kinds of methods: one is the likeness designs, the other is theoretical designs. Based on above, this article designed a Centrifugal fan based on above.Key words: Centrifugal fan; working principle; design method1. 引言…………………………………………………………………… .(1)2. 离心式通风机的结构及原理 (3)2.1离心式风机的基本组成 (3)2.2离心式风机的原理 (3)2.3离心式风机的主要结构参数 (4)2.4离心式风机的传动方式 (5)3离心风机的选型的一般步骤 (5)4.离心式通风机的设计 (5)4.1通风机设计的要求 (5)4.2设计步骤 (6)4.2.1叶轮尺寸的决定 (6)4.2.2离心通风机的进气装置 (13)4.2.3蜗壳设计 (14)4.2.4参数计算 (20)4.3离心风机设计时几个重要方案的选择 (24)5.结论 (25)附录 (25)引言通风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。
离心式风机的设计与计算
离心式风机的设计与计算离心式风机的选型设计风机的设计方法有两种，一种是用基本理论换算得出设计工况点的近似值，再用模型试验加以验证。
这种方法适合于制造厂及研究单位设计新型风机时采用。
另一种方法是根据模型试验已得出的空气动力学图和无因次特性曲线，应用相似定律进行选型计。
这种方法在现场广泛被采用。
由泵与风机相似定律可知，同型式的风机在相似工况运行，尽管风机的尺寸大小不同，比转数n s 相等。
因此，它们的空气动力学图和无因次特性曲线是相同的。
应用相似定律来设计风机时，只要从制造厂或研究单位提供的各种类型风机资料中，选出与所设计风机比转数n 。
相接近的风机， 比较它们的效率以及能否适于现场制作等因系，就可以确定所设计风机的型式和尺寸。
下面概述用相似定律进行选型设计的方法和步骤： 一、设计参数的选择与计算在风机选型设计时，首先需要确定所需的风量q vv 、风压p 及转速n 。
设计风量、风压的确定可以采用理沦计算的方法，也可以用实际测量的方法。
对于现有风机的改造通常采用实测的方法。
下面分别介绍风量、风压的实测法和计算法。
1、通过实测量确定风机的风量、风压测定风机在锅炉设计负荷时的风压、管道压力损失、风量以及过剩空气系数测试方法见有关资料，这里不再重叙。
当锅炉末达到没计负荷时，需要进行如下换算： 1）、风量的换算：ααee vvp D D q q •= m 3/h 式中： vp q 一换算后风机的设计出力 m 3/h ；v q —锅炉额定负荷下的风机风量 m 3/h ；ααe—分别为锅炉额定负荷与实际负荷下的过剩空气系数之比； DD e—分别为锅炉额定负荷与实际负荷的比。
2）、风压的换算： Kvvp P q q P P ）（= m 2/N P P —换算后的风机风压。
m 2/N 。
P 额定负荷下风机风压。
m 2/N 。
K 系数(—般取1．7～2．0)。
2、通过计算确定风量、风压： (1)燃煤量B 的计算：η）（）（2321h h D h h Q D B H PHe -+-=km/h式中： D e —锅炉的额定负荷。
多翼离心风机设计--硕士论文
在职工程硕士硕士学位论文论文题目：多翼离心风机设计作者姓名胡荣伟指导教师鲁建厦教授学科专业机械工程所在学院机械工程学院提交日期 2015年5月浙江工业大学硕士学位论文多翼离心风机设计作者姓名：胡荣伟指导教师：鲁建厦教授浙江工业大学机械工程学院2015年05月Dissertation Submitted to Zhejiang University of Technologyfor the Degree of MasterDesign Of A Multi-blade Centrifugal FanCandidate: Hu RongweiAdvisor: Professor Lu JianshaCollege of Mechanical Engineering Zhejiang University ofTechnologyMay 2015浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。
除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人承担本声明的法律责任。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1．保密□，在______年解密后适用本授权书。
2．不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日多翼离心风机设计摘要随着现代工业的飞速发展，风机产品在各行业中得到了越来越广泛的运用，包括冶金行业的氧气顶吹炼钢、国防工业的航空风洞实验、民用的吸油烟机等。
多翼离心风机发展历史
多翼离心风机发展历史
多翼离心风机是一种广泛应用于工业通风、空调系统、锅炉引风和除尘等领域的风机类型。
它的发展历史可以追溯到19世纪中期,经过不断的改进和创新,现已成为现代工业生产中不可或缺的重要设备。
1. 早期发展阶段(19世纪中后期)
多翼离心风机的雏形可以追溯到19世纪40年代,当时一些发明家开始尝试利用离心力原理设计风机。
1865年,英国工程师约翰·格温发明了一种原始的多翼离心风机,被认为是现代多翼离心风机的先驱。
2. 20世纪初期的快速发展
进入20世纪,多翼离心风机得到了快速发展。
1901年,美国工程师戴德里克·泽诺设计了第一台实用化的多翼离心风机,大大提高了风机的效率。
1915年,瑞典工程师比尔格·卡普兰发明了前馈式多翼离心风机,解决了早期风机存在的一些缺陷。
3. 现代化发展阶段(20世纪中后期)
第二次世界大战后,随着工业化进程的加快,对多翼离心风机的需求急剧增加。
风机制造技术不断改进,出现了各种新型高效风机,如双入口离心风机、反击式离心风机等。
计算机辅助设计和数值模拟技术的应用,使得风机的设计和优化更加精确。
4. 当代发展趋势
当今,多翼离心风机朝着高效节能、低噪声、智能化的方向发展。
新
型叶轮和壳体设计、特殊工况优化、变频调速控制等技术不断涌现。
未来,多翼离心风机将在能源利用、环境保护等领域发挥更大作用。
离心风机设计全解(共10张PPT)
然而，同时满足上述全部要求，一般是不可能的。
对高比转数风机，可采用缩短的蜗形，对低比转数风机 风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一，特别是风机的应用更为广泛。 一般选用标准蜗形。有时为了缩小蜗壳尺寸，可选用蜗 对离心风机设计的要求大都是：满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近； 壳出口速度大于风机进口速度方案，此时采用出口扩压 径向出口叶片、径向直叶片；
弯叶片（β2A＞90℃）。 机具有这一特点；
离心风机设计时通常给定的条件有：容积流量、全压、工作介质及其密度（或工作介质温度），有时还有结构上的要求和特殊要求等。
三种叶片型式的叶轮，目前均在风机设计中应用。前弯 风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一，特别是风机的应用更为广泛。
在气动性能与结构（强度、工艺）之间往往也有矛盾，通常要抓住主要矛盾协调解决。
离心风机设计全解
一、概述
风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一，特别是 风机的应用更为广泛。锅炉鼓风、消烟除尘、通风冷 却都离不开风机，在电站、矿井、化工以及环保工程， 风机更是不可缺少的重要设备，正确掌握风机的设计， 对保证风机的正常经济运行是很重要的。
二、设计条件
离心风机设计时通常给定的条件有：容积流量、全压、 工作介质及其密度（或工作介质温度），有时还有结构 上的要求和特殊要求等。
根据叶片出口角β2A的不同，可将叶片分成三种型式即后弯 叶片（β2A<90℃），径向出口叶片（β2A=90℃）和前 能否正确确定叶轮的主要结构，对风机的性能参数起着关键作用。
例如：随着风机的用途不同，要求也不一样，如公共建筑所用的风机一般用来作通风换气用，一般最重要的要求就是低噪声，多翼式离心风
对离心风机设计的要求大都是：满足所需流量和压力的工况点应在最高效率点附近；
多翼离心风机设计
三、蜗壳设计方法
• 蜗壳的任务是将离开叶轮的气体导向机壳出口，并将气 体的一部分动能转变为静压； • 为了制造方便，离心通风机的蜗壳采用矩形截面。
多翼离心风机设计
内部培训参考
主讲人：王军 教授
一、多翼式通风机特点
• 应用中有时把尺寸小、低噪声作为 设计时的主要指标。 • 多翼式离心风机的主要特点是：轮 径比大、叶片数目多，相对宽度大 ，而且都是前向叶片，压力系数较 高； • 气流在扩压部分中能量转换时损失 大；叶片短而宽，且弯曲度较大， 气流在叶道中分离严重，因此效率 比较低。 • 通风机最大圆周速度较低，因此运 行时的噪声也低。
a) 过宽叶片 b) 正常宽度叶片 过宽叶轮和正常宽度叶轮的比较
2 通常取叶片宽度 b D2 5
2.3 叶片及流道设计
• 为了制造方便，叶片一般为圆弧形； • 根据气流在叶道内速度变化的情况，叶道可分成：
a)
b)
c)
a)先减速后加速流道:δ>90°，损失大，效率低，目前少采用； b)气流速度基本不变的流道：δ≤90°，气流速度在叶道中基本不 变，相对速度保持不变。常用δ=90°； c)加速流道：流道截面积不断减小，气流不断加速，具有高效低 噪特点。
直径比
栅距
0.8
0.85 叶片数
0.9
0.95
t 0.7 Rk t 1.0 Rk
64 44
85 60
127 89
254 178
2.5 压力系数
• 便于分析，取叶片中心角 90 ， 1 2 90 其进、出口 速度三角形如图所示：
c1 c1r u1 tan 1
2 Rk ( D2 D1 ) 4
z
多翼式低噪声离心风机参数
多翼式低噪声离心风机参数多翼式低噪声离心风机主要包括叶轮、进出风口、风箱、电机等部件。
叶轮是离心风机的核心部件，它的形状、数量和叶片的角度等参数直接影响风机的性能。
本文将分析多翼式低噪声离心风机的主要参数。
一、叶轮叶轮是多翼式低噪声离心风机中最为关键的部件。
其主要参数包括叶轮直径、轮毂直径、叶片数、叶片型式、叶片倾角等。
1. 叶轮直径叶轮直径是指叶轮所在的圆周直径。
叶轮直径越大，风机的静压和流量也就越大。
叶轮直径需要根据实际需求进行选择，过大会使风机的功率增加，过小则会限制风机的性能。
2. 轮毂直径轮毂直径是指叶轮中心部分的直径。
轮毂直径与叶轮直径的比值称为叶轮的伸长比（H/D）。
伸长比越大，流量和压力都会有所下降，但叶轮的稳定性和强度也会有所提高。
3. 叶片数叶片数是指叶轮上叶片的数量。
叶片数越多，离心力越大，但叶片之间的相互作用也会增加，从而影响风机的效率和噪声。
叶片数需要根据叶轮的实际使用情况进行选择。
4. 叶片型式叶片型式是指叶片的形状和截面。
叶片型式不同，对流动的影响也不同。
常见的叶片型式有矩形叶片、圆弧形叶片、前后弯曲叶片等。
5. 叶片倾角叶片倾角是指叶片与叶轮轴线之间的夹角。
叶片倾角越大，对离心力的贡献也就越大。
叶片倾角过大或过小都会影响风机的效率和噪声，因此需要根据实际需求进行选择。
二、进出风口进出风口是多翼式低噪声离心风机中的重要部件，主要有进风道、出风道、扩散器和喇叭口等。
进出风口的设计直接影响风机的流量和压力。
1. 进风道进风道是指风机吸入空气的管道。
进风道的截面形状和长度都会影响进风的流量和速度分布。
为了最大程度地减少进风道对风机流量和压力分布的影响，通常采用圆形截面或近似圆形截面的进风道。
2. 出风道出风道是指风机将空气排出的管道。
出风道的形状和长度也会对风机的性能产生影响。
通常采用扩散器或喇叭口等方式来降低出风的速度和噪声。
3. 扩散器扩散器是一种圆锥形或圆台形的装置，可以将风机出口的高速气流扩散成低速气流。
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，1 2 90其进、出口
c1 c1r u1 tan 1
•
按照式
tan 1
D2 D1
带入，得： c1
c1r
u1
D2 D1
u2
• 由几何关系有：c2u 2u2
• 多翼式叶轮的压力系数为：
PT ,
u2c2u u22
2
• 实际上由于各种损失使压力系数小于2，一般 P 1.2
类型。
• 设计要求有风量 Q 和全压 P 比转速 ns 通风机类型
，以及转速 n 。
1
2.7-12 前弯型离心通风机
ns
Q2
3
n
3.6-16.6 后弯型离心通风机
P4
•
若设计为双吸式则风量按一半 计算。
16.6-17.6
单级双进气或并联离心通风 机
• 估算的比转速 ns 按下表
18-36
轴流式通风机
R
R2[1
m
1 2
e 2Bc2uR2 (m)2
3
展开，并令
1 (m)3
2
2Bc2u
]
R2
m，则：
• 则任意角度 处的机壳张开度为：
A
R
R2
R2[m
1 (m)2
2
1 (m)3
3 2
]
系数 m 的值视通风机比转速 ns 而定。
• 经验证明，对低、中比转速的通风机，只取方括号中的第一项进行计算是
b) 圆弧形集流器，其损失就较小，气流进入叶轮后，所形成的涡区比以上 两种集流器所形成的的涡区小得多；
c) 锥弧形集流器应该损失最小，效果最佳。在现代离心通风机中获得了广 泛的应用。
• 不仅是集流器的型式，集流器与叶轮入口间隙的型式和大小 ，都对通风机的性能有影响。
• 集流器和叶轮入口的间隙型式分为轴向间隙和径向间隙，目 前广泛采用径向间隙的集流器。在装配允许的条件下，径向 间隙当然是越小越好。
三、蜗壳设计方法
• 蜗壳的任务是将离开叶轮的气体导向机壳出口，并将气 体的一部分动能转变为静压；
• 为了制造方便，离心通风机的蜗壳采用矩形截面。
• 现对蜗壳做出如下假设：
1）气流在蜗壳中的流动为稳定流动，因此流体质点的流线 即为它的轨迹；
2）流体沿着整个叶轮圆周均匀的流出，即通过蜗壳各个不 同截面上的流量与该截面到蜗壳起始截面之间的夹角成
Q D1 2u2
P 3
取间隙 0.01D2, 0.7 则双吸叶轮的泄露损失为：
Q 2D1 2u2
P 230, m3 / h 3
实际流量：Q QT Q 5490, m3 / h 所得值可以满足设计要求。
8）验算压力
90, 1 2 90的多翼叶轮的压力系数 PT , 2，则其无限 多叶片的理论压力：
t (0.7 ~ 1.0)Rk • 由几何关系，有：
z D2
t
• 若叶片中心角 90，当 ( 1 2)
较小时，可得：
Rk
2 4
(D2
D1)
• 选 t 0.7Rk ，则 z D2 12.7 1
t
[1 D]
• 选 t 1.0Rk ，则 z D2 8.9 1
四、设计实例
• 例：已知风Q量 5400m3 / h ，全P压 295N / m2 ，要求
转速n 在1000r / min 左右。式设计双吸多翼式离心通风 机。进口为标准进口状态。
• 解：
1）计算比转速大小ns ，确定通风机类型
今要求双吸入，则风量按照一半计算。
ns
1
Q2
3
n
(
2700
)
• 在叶轮上任意作半径OR与叶轮内、外圆的圆周交于A
及B，自B点作
2
OBC 1 1 D
2D
• 与内圆交于O点，然后过B点作角 2 45 ，过 O点作角 1 45 ，再由O点及B点分别做C1和B2
的垂线，两者交于M点，则 MB MC Rk ，即叶片 的圆弧半径，以M点为圆心作圆弧，便得所求的叶片
• 通风机最大圆周速度较低，因此运 行时的噪声也低。
多翼式叶轮示意图
二、设计
1
2
3
设计要求 （流量、压力、
转速）
估算比转速 选用多翼式风机
计算周速 叶轮设计 （内、外径、 叶片宽度）
4
5
6
叶片设计 （叶片数、 安装角）
蜗壳设计 集流器设计
设计验算
2.1 轮径比及相对宽度
• 估算比转速大小，确定通风机
环流系数： 理论压力为：
PT , u22 PT , 630, N / m2
K
1
1.5 1.1 2
0.921
1
90
2
z[1 D ]
PT KPT , 581, N / m2
假定流动效率 h 0.52 ，实际压力为： P PT , h 302, N / m2
• 计算周速 u2
• 多翼式通风机的压力系数 P 1 ~ 1.5 范围内。
u2
P
P
• 确定叶轮外径：
D2
60u2
n
• 多翼离心风机的流量系数
4DbC1m
式中：D ——叶片入口轮径比 D D1 / D2 b ——叶片相对宽度 b b / D1
• 为了得到较大的流量系数，应当增加 D 。所以叶轮的轮 径比比一般叶轮的大得多，通常取 D 0.8 ~ 0.95 。
多翼离心风机设计
内部培训参考
主讲人：王军 教授
一、多翼式通风机特点
• 应用中有时把尺寸小、低噪声作为 设计时的主要指标。
• 多翼式离心风机的主要特点是：轮 径比大、叶片数目多，相对宽度大 ，而且都是前向叶片，压力系数较 高；
• 气流在扩压部分中能量转换时损失 大；叶片短而宽，且弯曲度较大， 气流在叶道中分离严重，因此效率 比较低。
d) 平舌：多用于低噪声通风机，但效率降低。
• 蜗舌顶端与叶轮外圆周的间隙 t (0.05 ~ 0.10)D2
该间隙值对噪声的影响较大。
•
集流器
• 集流器的作用是将气体导向叶轮 • 集流器的型式：
a)筒形
b)锥形
c)圆弧形
d)锥弧形
a) 圆筒形和圆锥形集流器，流力损失都比较大，引导气体进入叶轮的流动 情况也较差，但加工工艺方便；
噪特点。
• 多翼式叶轮的叶片大都由金属薄板冲 压而成。为了制造方便，其叶片一般 做成圆弧瓦状。
• 由于多翼式叶轮叶道短，叶片弯曲程 度大，为减小分离损失，一般取：
180 (1 2) 90 • 根据流体连续性方程有：
D1b11 sin 1 D2b22 sin 2
7）确定叶片数 z
取栅距 t 0.7Rk
Rk
2 4
(D2
D1)
0.0212,
m
z D2 12.7 1 66.6
t
[1 D]
选定 z 64
7）验算流量 已求叶片有效宽度为 b' ，且 c1r u2 16.2, m / s 流量：QT 2D1b1'c1r 5720, m3 / h 风叶与叶轮间的漏气损失
1 2
3600
3
960
11.6
P4
2954
ns 11.6 属于前向叶轮离心通风机范围。设计成双吸多翼 式叶轮的要求是合理可行的。
2）估算周速 u2 多翼式通风机的压力系数 P 1 ~ 1.5 ，选择 P 1.0
u2
P
P
95 15.8, m / s 1.2 1
3）确定叶轮外径 D2 及周速 u2
• 为了制造方便，叶片一般为圆弧形； • 根据气流在叶道内速度变化的情况，叶道可分成：
a)
b)
c)
a)先减速后加速流道:δ>90°，损失大，效率低，目前少采用； b)气流速度基本不变的流道：δ≤90°，气流速度在叶道中基本不
变，相对速度保持不变。常用δ=90°； c)加速流道：流道截面积不断减小，气流不断加速，具有高效低
D2
60u2
n
60 15.8
1000
0.303, m
选定外径 D2 0.31m，则：
u2
D2n
60
0.311000 60
16.2, m
/
s
4）确定叶片进口直径 D1 大小
取 D D1 0.81 ，则：
D2
D1 0.81D2 0.251, m
选定 D1 0.25m。
Rb R2 A3 b 2
Rd R2 A d
2
蜗舌
• 蜗舌是用来防止少部分气体在机壳内循环流动。 • 蜗舌可分为尖蜗舌、深舌、短舌、及平舌。
a) 尖舌：最大效率值较高，但效率曲线陡， 经济工作区域小，噪声大；
•
b) 深舌：多用于低比转速通风机；
c) 短舌：多用于大比转速通风机，效率曲线 较平坦，经济工作区域较宽；
• 四个小正方形的边2长a、b、2c、d取：
a a
1 2 1 2
( (
A2 A3 2
A A )
2
)
b a
1 2 1 2
( A3 2
A
2
A
)
• 分别以四个小正方形的顶点为圆心，