离心风机蜗壳型线设计方法探讨
蜗壳变型线改进离心风机性能的研究
设 计。数值分析 表明蜗壳 变型线后 叶轮内部 流场得到明显改善 ， 设计工 况下风 机静压 提高 １％ ， ０ 全压 提高 ６ ， 压 内 ％ 全
效 率提 高 ２ ６ ． ％。 关键词 ： 离心通风机 ； 动性 能 ； 流 数值模拟 ；变型线蜗壳 ；
中 图 分 类 号 ： Ｔ ４ Ｈ３ 文献标识码 ： Ａ
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２０ ０ ７年第 ３ 第 ４期 ５卷
文章编号 ： １０ － ０ ２ （０ ７ ０ 删 ０ ５－ ３９ ２０ ）４ － － １＿ ５ － ０
流
体机Βιβλιοθήκη 械 蜗壳变型 线改进离心风机性能的研究
孙 长辉 ， 。刘正 先。 ，王
（． １ 江苏大学 ， 江苏镇江 摘 ２２ １ ；． １０ ３２ 天津大学 ， 天津
斗。罗惕乾 ，
７０１） １６ １
３０ ７ ； ． ０ ０ ２ ３ 陕西鼓风机集 团公 司， 陕西西安
要 ： 采用三维定常 、 可压 缩的 ＳＭＰ Ｅ Ｉ Ｌ Ｃ算法 ， 一离心通风机的运行 性能进行了整机三维数 值模拟并进 行 了试验 对
测量。对通 风机设计 工况 下叶轮和蜗壳流道 内的速度与压力分 布情况进行 了重点分析 ， 与试验 测量数据 的 比较 结果表 明数值模拟 结果 在全压 、 效率等性能参数方 面的预测均较 准确 。在此基础上针对流动存 在问题 ， 对蜗壳型线进行 了改进
１ 前 言
目的 。
应用 计 算 流 体力 学数 值 模 拟 方法 ， 细 了解 详 离心 叶轮机 械广泛 应用 于 国 民生 产 的各个 领 叶轮 机械 内部 的 流 动 情况 ， 针对 流 场 的流 动 信 息 域， 是工 业生 产 中主 要 耗 能 设 备 之 一 。 离心 叶轮 改进 和优化 设 计 ， 已成 为 当前 的研 究 热 点 。本文 机械运行 的可靠 性 、 济性 直 接 影 响 到 国 民经 济 应用计 算流 体动 力学 中的 ＳＭＰ Ｅ 经 Ｉ Ｌ Ｃ算法 ， 叶轮 对 的效益 和发展 。因此提 高离 心 叶轮机 械 的研 究 和 直 径为 ７０ ｍ 的离心 风机进 行 了整 机数 值模 拟 ， ０ｒ ａ 设计 水平 ， 国 民经 济 的发展 及 节能 有 重要 影 响 。 获得了不同工况下风机的性能结果。数值模拟分 对
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。
离心泵叶轮与蜗壳设计几何参数的优化研究
离心泵叶轮与蜗壳设计几何参数的优化研究离心泵是一种常用的流体机械设备，广泛应用于工业生产和民用领域。
其工作原理是通过离心力将液体推向出口，实现流体输送的目的。
离心泵的性能直接受到叶轮和蜗壳的设计参数的影响，因此对这些几何参数进行优化研究，可以改善离心泵的工作效率和节能性能。
叶轮是离心泵的核心部件，其结构形式多样，包括正向叶轮、背靠背叶轮和双吸入流通道叶轮等。
在进行叶轮设计时，需要考虑叶轮的轴长、轴功率、进口直径和出口直径等参数。
叶轮的直径越大，对应的扬程和流量也会增加，但是叶轮过大会导致泵的体积增大，造成不必要的浪费。
轴功率则与流量和工作压力有关，合理控制轴功率可以提高泵的工作效率。
另外，在叶轮的设计中，还需要考虑叶片的形状、数量和间隙等因素。
叶片的形状通常遵循空气动力学原理，采用弯曲或弯折形式，以减小流体在泵内的速度和压力变化，并提高泵的稳定性。
蜗壳是离心泵的另一个重要部件，其作用是引导进入泵的液体流向叶轮，并将离心泵的压力能转化为流体动能。
蜗壳的几何参数包括进口直径、出口直径、蜗舌角度和蜗舌长度等。
进口直径和出口直径是决定流量和扬程的关键参数，通常根据泵的设计工况和流体性质来确定。
蜗壳的设计还需要考虑蜗舌角度和蜗舌长度，这两个参数对泵的效率和稳定性影响较大。
蜗舌角度越小，流体在蜗壳内的速度变化越小，从而减小能量损失；而蜗舌长度越长，流体在蜗壳内的速度变化越平缓，减少压力波动和振动。
离心泵叶轮与蜗壳的几何参数优化研究的目标是找到一组最佳参数组合，使得离心泵在给定的工况下能够实现最大的效率和能量转换。
该研究可以通过理论计算、数值模拟和实验测试等方法进行。
对于叶轮的优化研究，可以通过设计不同形状和数量的叶片，采用数值模拟方法进行性能评估，并通过实际测试验证。
对于蜗壳的优化研究，可以通过调整进出口直径和蜗舌角度等参数，采用CFD模拟方法进行性能预测，并通过试验验证。
在离心泵叶轮与蜗壳设计几何参数的优化研究中，需要考虑的因素很多，如流体性质、工况参数、材料选择等，且不同泵的要求和工况也存在差异。
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。
离心通风机设计方法
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 C1u ≠ 0 ：
由图 3-5 进口速度三角形可以得出：
w1
=
u1 − C1u Cosβ1A
= u1 (1− C1u )
Cosβ1A
u1
C1u = C1m tgα1
w1 = u1
⎜⎜⎝⎛ Cosβ1 A
+
Sinβ1A tgα1
下表所示：
b1 r1 : 0.2 0.4 1.0 2.0 3.0 4.0 1 k : 0.952 0.88 0.74 0.58 0.472 0.424
β 1A :
那么
34o 31.9o 27.7o 22.3o 18.5o 16.7o
D1
=3
240Qthξ1 π 2ntg β 1A
(3-7b)
式中 β 1A 为 β1A 的平均值。
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 ΔP ，工作介质及其密 度 ρ ，以用其他要求，确定通风机的主要尺寸，例如，直径及直径比 D1 D2 ，转速 n,进出
口宽度 b1 和 b2 ，进出口叶片角 β1A 和 β2A ，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：
出口角小时，叶道较长，应采用较少叶片。同时 D1 D2 较小时，Z 也少一些为好，以免进
离心风机的设计全部
离心风机的设计全部离心风机是一种常用的风机类型，广泛应用于工业、建筑等领域。
离心风机的设计需要考虑到多个方面，包括风机的工作原理、结构设计、动力系统、控制系统等。
本文将对离心风机的设计进行详细探讨。
离心风机的工作原理是通过叶轮的高速旋转来产生气流，将空气吸入风机并排出，以达到通风、通风和冷却等目的。
在设计离心风机时，首先需要确定风机的工作参数，如风量、风压、转速等。
这些参数将决定风机的选型和设计要求。
在设计离心风机的结构时，需要考虑到叶轮、壳体、驱动系统和控制系统等因素。
叶轮是离心风机的核心部件，其设计应考虑到流体力学原理、叶轮材料的选择和叶轮的形状等因素。
叶轮的形状和叶片数量将影响风机的工作参数和效率，因此需要进行优化设计。
离心风机的壳体设计应确保良好的空气动力学性能和结构强度。
壳体一般分为进气段、叶轮段和出气段。
进气段需要具有良好的空气导向性能，以提高进风效果；叶轮段需要使气流与叶轮之间产生相对运动，并保证有效的能量转换；出气段需要使气流顺利排出风机。
离心风机的驱动系统通常采用电机作为动力源。
电机的选型和设计应根据风机的工作参数进行，确保电机能够提供足够的功率和转速。
此外，还需要设计适当的传动装置，如皮带和齿轮等，以使电机和叶轮能够良好地配合工作。
控制系统是离心风机的重要组成部分，可以实现风机的自动化控制和调节。
控制系统通常包括传感器、控制器和执行器等。
传感器用于测量风机的工作参数，如温度、湿度和风速等。
控制器根据传感器的信号进行逻辑控制，以实现对风机的启动、停止和调速等功能。
执行器用于控制风机的运行状态，如调整进气门的开度和叶轮的转速等。
总之，离心风机的设计需要考虑到多个方面，包括风机的工作原理、结构设计、动力系统和控制系统等。
只有综合考虑这些因素，才能设计出性能优良、可靠稳定的离心风机。
随着科技的不断进步，离心风机的设计也在不断创新和改进，为各行各业的发展提供了强有力的支持。
空调风机蜗壳绘图探讨
空调风机蜗壳绘图探讨
李福良
【期刊名称】《风机技术》
【年(卷),期】2001(000)005
【摘要】@@ 笔者着重探讨了用不等边基元法绘制尼柯达(意大利)风机蜗壳型线的问题. 离心式通风机的蜗壳型线是一条近似的阿基米德螺线,其方程为
Rφ=R2(1+mφ),绘图时一般先计算张开度A,A的方程为Aφ=R2mφ取φ为
360的Aφ值为张开度,然后用等边或不等边基元法绘制蜗壳型线,如图1.
【总页数】2页(P15-16)
【作者】李福良
【作者单位】淄博空调风机有限公司,
【正文语种】中文
【中图分类】TH4
【相关文献】
1.无蜗壳离心通风机特性及其在空调领域的应用 [J], 廖明仕;卢隼
2.无蜗壳与有蜗壳离心式风机在空调系统中的流场对比分析 [J], 孙政;许敏;顾晓卫;张天坤;张芳
3.4-72型离心式风机蜗壳及叶轮的计算机参数化绘图 [J], 桂艳
4.空调器多翼离心风机蜗壳型线的试验研究 [J], 黄宸武;区颖达;张吕超;陈金球
5.离心风机蜗壳型线设计方法探讨 [J], 宋宝军;谢文霞
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离心风机优化设计方法分析
比如SJ19800型焦炉煤气离心鼓风机，根据离心风机的相关设计理论，对其开展参数化设计，从中把各过流部件所对应的几何尺寸给计算出来，如此一来，便可获得该焦炉煤气离心鼓风机的实际工作效率。需要指出的是，此风机主要工作参数为：进、出口压力分别为ps=0.074MPa、pd=0.089MPa，进口温度为Ts=130℃，流量为Q=19800m3/min，叶轮转速为n=1000r/min，轴功率为P=6400kW，烧结烟气为其介质。需强调的是，此鼓风机所采用的是双吸后向叶片型，依据相关理论设计方法，便能将风机的几何设计参数值给计算出来。
离心风机优化设计方法分析
摘要：本文以离心风机为研究对象，首先借助理论方法对其开展参数化设计，后用Pro/E软件开展几何建模，且利用计算流体动力学软件PLUENT，模拟离心风机内部流场，从中获得对风机性能造成影响的主要因素；最后围绕风机效率，通过对其性能造成影响的几何参数的改变，达到优化设计风机的目的。
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（ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｑｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ， Ｙ ｕ ｌ ｉ ｎ ７ １ ９ ４ ０ ０ ， Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０ １ ５年 第 １期 （ 总第 ２ ０ ５期 ）
应用 能 源技术
３ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９— ３ ２ ３ ０ ． ２ ０ １ ５ ． ０ １ ． ０ ０ ９
离心风机蜗 壳型线设计方法探讨
宋 宝军 ，谢文 霞
Ｄｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｖｏ ｌ ｕ ｔ ｅ Ｓ ｈａ ｐ ｅ ｏ ｆ Ｃｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ Ｆａ ｎ
Ｓ Ｏ Ｎ Ｇ Ｂ ａ ｏ— ｊ ａ ｎ ， Ｘ Ｉ Ｅ Ｗｅ ｎ—ｘ ｉ ａ
１ 传 统设 计 方 法
在实 际工 程 中大 多采 用基 于一 元流 动假设 的
传统 设计 方 法设 计 蜗 壳 型 线
， 传 统 方 法 以风
机 的气动 性 能为 主 要 考 虑 对 象 ， 在 一 定 程 度上 需 要依 赖设 计 者 的经验 。
１ ． １ 结构 方 形 法 在 叶轮 的 中央 作 正 方形 ， 它 的边 长 ｎ＝ Ａ ／ ４ 。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ Ｏ ｆ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎｉ ｎ ｇ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ｌ ｆ ａ ａ ｎｓ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ
ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｆ ａ ｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｃｅ ｎ ｔ ｉｆ ｒ ｕｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ ｓ；Ｖｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｐｅ；Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ
Ｏ 引 言
离 心风 机蜗 壳 的任务 是 将离 开 叶轮 的气 体导 向蜗 壳 出 口， 并 将气 体 的一部 分 动能 转变 为静 压 ， 同时伴 有气 体 能 量 的 损 耗 … 。如 何 能 在 满 足 离
（ 陕 西清 水川 能 源股份 有 限公 司 ， 陕西 榆 林 ７ １ ９ ４ ０ ０ ）
摘 要： 对 传统 和新 理论 蜗 壳型 线设 计 方 法进 行 分 析 ， 总结 出各 设 计 方 法 的优 缺 点 。提 出
考 虑 曲率对 湍 流结 构 的影 响 ， 引入 流 量修 正 系数 为主 线设 计蜗 壳型 线 ， 以提 高风机 性 能 。 关键 词 ： 离心 风机 ； 蜗 壳型 线 ； 设 计 方法 中图分 类 号 ： Ｔ Ｋ １ ４ 文献 标 志码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９— ３ ２ ３ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １— ０ ０ ３ ３— ０ ４
ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ． Ａｄ ｖ ｉ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｃ ｕ ｒ ｖ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ
为 了使 结构 方形 法绘 制 的蜗壳 型线 近 似为对
作者 简介 ：宋宝军 ， 男， 陕西清水川能源股份有限公司。
３ ４
应用 能源 技术
２ ０ １ ５年 第 １ 期（ 总第 ２ ０ ５期 ）
Ｒ６ ＝ Ｒ２ ＋ Ａ３ ２ — ６１
数 螺旋线 ， 对 于尺 寸较 大和 相对 较小 的蜗 壳型 线 ， 可令 ， ：２ ＇ ｒ ｒ ， 分别按下面公式 （ ２ ） 和公 式 （ ３ ） 计 算其 张 开度 。
式中 ：
｝ 。 （ １ ）
Ｒ ＝Ｒ２＋１ ． ５ 。 Ｒｄ＝Ｒ２＋０ ． ５ 。 Ｊ
用此 法 绘 制 的 型 线 与 对 数 螺 旋 线 有 一 定 差
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４—１ ０—１ ７ 修 订 日期 ：２ ０ １ ４—１ ２—１ ９
距 。通 风机 的 比转 速 越高 误差 越大 。
心风机对风量、 风压要求的同时 ， 最大限度地降低
能耗 ， 控 制 噪声 是 风 机 设计 中 蜗 壳 与 叶轮 适 配 问
题 的重 要课 题 。蜗壳 作 为离 心 风机 的关 键 部 件 ， 其结 构 是复 杂 的空 间 曲面 体 。理论 上 ， 蜗壳 型线
是 对数 螺旋 线 ； 但 由于其 型 线难 于手 工绘 制 ， 在生 产 中通 常用 简化 的模型 来 近似 。蜗 壳型 线 的绘制 不仅 直 接关 系 到 蜗 壳 内 的流 动 损 失 ， 还 对 叶 轮 的
ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｍａ ｋ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｍ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｍ ａ ｊ ｏ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ
然 后分 别 以正 方 形 四个 角 的顶 点 为 中心 ， 从 Ｐ点
开始（ Ｐ点如 图 １ 所示 ） ， 依次以 Ｒ ｄ 、 Ｒ ｃ 、 Ｒ ｂ和 Ｒ ａ 为 半径 画 圆弧 ， 便 获 得所 需 的螺旋 线 ：
Ｒ ＝Ｒ２＋３ ． ５。 Ｒ６＝Ｒ２＋２ ． ５ １
气 动性 能有 反影 响 ］ 。