离心通风机蜗壳型线绘制方法的改进
1 离心通风机蜗壳型线绘制方法的改进
叶增明 朱婷婷/上海理工大学动力工程学院
摘要：针对离心式通风机的蜗壳内壁型线设计常用两种近似作图方法存在的问题，提出了一种更为合理的新近似作图法，新作图法很好地解决了4段圆弧间相接和相切的问题，并可分别按阿基米德螺旋线和对数螺旋线近似作图。
关键词：离心式通风机；蜗壳型线；近似作图法
中图分类号：TH432 文献标识码：B
文章编号：1006-8155（2008）05-0030-04
The Improvement in the Drawing Method for the Volute Shape of Centrifugal Fan
Abstract: Now equilateral-element method and inequilateral-element method are the two most
common methods in designing the inner wall line of the volute in centrifugal fan. According the
problems existed in the two kinds of methods, a new approximate drawing method which is more
reasonable is pointed out in this paper. This method can solve the problem on the anastomosis and
tangent of the four arcs. We can also apply this method either on the base of Archimedean and
Spiral Equation or Logarithm Spiral Equation.
Key words: centrifugal fan; volute shape; approximate drawing method
1 蜗壳型线常规绘制方法
常用的离心通风机蜗壳的绘制方法有两种：等边基元法和不等边基元法。这两种方法都以阿基米德螺旋线方程推导出蜗壳张开度'2/uAqBc，因而都是以阿基米德螺旋线方程为基础的。为便于蜗壳成型，两种方法都是用4段圆弧来近似地逼近阿基米德螺旋线。
1.1 等边基元法
等边基元法的作图方法[1-3]：在叶轮中央以边长/4aA作正方形，其中'2/uAqBc。
4段圆弧的半径分别为23.5aRRa，22.5bRRa，
21.5cRRa，20.5dRRa。
如图1所示，用此方法所绘制的螺旋线，两相邻的圆弧段的切点并不在π3ππ,2π22，，处，而是在图1中用小圆圈所圈的点，即与圆弧段上π3ππ,2π22，，相隔0.5a处。
图1 等边基元法的误差示意图
采用等边基元法所得π3ππ,2π22，， 4点半径与阿基米德螺旋线有一定的误差，等边基元法所绘制的蜗壳螺旋线虽然可以将4段圆弧相切连接，但并不是相切在__________________________+
收稿日期：2008-03-07 上海市 200093 2 π3ππ22，，位置处，而且其展开线各点的半径小于阿基米德螺旋线。
1.2 不等边基元法
不等边基元法的作图方法[1-3]：采用边长不等的4个正方形。
0.15aA，0.1333bA，0.1167cA，0.1dA。
4段圆弧的半径分别为
2aRRAa，268bRRAb，
248cRRAc，228dRRAd。
如图2所示，由于4个小正方形的边长不等，4段圆弧不仅在π3ππ22，，处不相切，而且相邻的两段圆弧间还有间隙，需要徒手连接。
图2 不等边基元法的误差示意图
不等边基元法所对应π3ππ,2π22，， 4点半径分别为
222πaRRaa，3π222bRRbb，22πcRRcc ，π222dRRdd。
不等边基元法仍有在π3ππ22，，处不能相切的问题，其展开线各点的半径与阿基米德螺旋线相比仍存在一定的误差。
2 新近似作图法
针对上述两种方法存在的相切及误差问题，笔者提出了一种较好地改进方法，此方法仍是以不等边基元法为基础。
由螺旋线方程（可用阿基米德螺旋线方程，也可用对数螺旋线方程）直接算得A、B、C、D、E 5点的半径0R、π2R、R、3π2R、2πR，并以A、B、C、D4点位置相邻两圆弧相接并相切为条件，计算出不等边基元法4个正方形的边长abcd、、、及4段圆弧的半径abcdRRRR、、、（图3），只要保证相邻两段圆弧的圆心与两圆弧段交点三点共线，则两段圆弧在交点处必定是相切的。
新方法的A、B、C、D、E 5点的半径可以用以下两种方法计算得到，既可以逼近对数螺旋线，也可以逼近阿基米德螺旋线：
（1）由对数螺旋线方程'222π22uqBcRmRReRe算得0R，π2R，πR，3π2R，2πR，所作的图近似对数螺旋线； 3 （2）由阿基米德螺旋线方程22RRRm算得0R，π2R，πR，3π2R，2πR，所作的图近似阿基米德螺旋线。
图3 新近似作图法示意图
图4 中间位置4个不等边正方形放大
4个正方形边长abcd、、、及4段圆弧的半径abcdRRRR、、、计算如下（图5）：
图5
蜗壳的第四象限
分别在2πR和3π2R位置处的三角形中直角边与斜边的关系可以算得
22222π3π2();()aaRaRaRaRa
由此两个方程可以解得：
3π22π2RRa；3π2222π2aRRR
同理，分别由蜗壳的第三、二、一象限，可以得到：
22223ππ2();()bbRbRbRbRb 4 3π2π2RRb，3π222π2bRRR
2222ππ2();()ccRcRcRcRc
π2π2RRc，π222π2cRRR
2222π02();()ddRdRdRdRd
π202RRd，π22202dRRR
综上所述：与等边基元法和不等边基元法相比，新近似作图法不仅能保证在π3ππ,2π22，，处，两段相邻的圆弧相接和相切，而且计算中所用π3π0,π,2π22，，参数0R，π2R，πR，3π2R，2R都是对数螺旋线或阿基米德螺旋线的精确值，因此其他各点的半径R应比传统的两种近似作图法更接近于对数螺旋线或阿基米德螺旋线。
阿基米德螺旋线方程只是取了对数螺旋线方程展开式中的第一项，因而对数螺旋线方程计算所得半径应比阿基米德螺旋线方程所得计算半径大，对数螺旋线方程更符合流体的运动轨迹，但阿基米德螺旋线方程所绘制的蜗壳径向尺寸较小，各有利弊。如果希望所设计的离心通风机径向尺寸小一些，也可以由阿基米德螺旋线方程22RRRm算得0R，π2R，πR，3π2R，2πR代入上述公式中计算4个正方形的边长abcd、、、及4段圆弧的半径abcdRRRR、、、。
3 算例
以文献[1]中所给8-19№10离心式通风机尺寸为例，采用以上3种方法进行对比计算及绘图。
已知参数'2240uqABcmm，2500Rmm。
用3种不同方法分别计算小正方形边长。
计算公式分别为
等边基元法：4Aa；
不等边基元法：0.15aA ，0.1333bA，0.1167cA ，0.1dA； 5 新近似作图法：3π22π2RRa，3π2π2RRb，π2π2RRc，π202RRd。
表1 3种方法计算所得小正方形边长 mm
等边基元法 不等边基元法 新近似作图法
A 240 240 —
a 60 36 45.69
b — 32 40.52
c — 28 35.94
d — 24 31.87
分别采用3种方法计算4点半径π2R，πR，3π2R，2πR值。
两种螺旋线的半径计算式为
对数螺旋线：22402π2RRRe
阿基米德螺旋线：2222221202ππARRRmRRRR
式中 '2240uqABcmm,'2222π2πuqAmBcRR。
等边基元法的4点半径：
22222π2(0.5)0.5(3.5)(0.5)0.5aRRaaRaaa；
3π222222(0.5)0.5(2.5)(0.5)0.5bRRaaRaaa；
2222π2(0.5)0.5(1.5)(0.5)0.5cRRaaRaaa；
π222222(0.5)0.5(0.5)(0.5)0.5dRRaaRaaa。
不等边基元法的4点半径：
222πaRRaa；3π222bRRbb；
22πcRRcc；π222dRRdd。
新近似作图法4点半径按阿基米德螺旋线方程和对数螺旋线方程精确计算。
6 表2 3种方法计算所得4点半径 mm
等边基元法 不等边基元法 阿基米德螺旋线 对数螺旋线
π2R 559.15 559.46 560 563.75
πR 619.24 619.34 620 635.62
3π2R 679.31 679.21 680 716.66
2πR 736.37 739.08 740 808.04
表2中等边基元法和不等边基元法计算的4点半径虽与阿基米德螺旋线的精确值很接近，但半径的位置却稍有偏差（图1和图2）。因此实际在π3ππ,2π22，， 4点位置的半径值还要比表2中的数据还小一些。
以表1和表2的数据分别用3种方法绘制蜗壳内壁型线，同时以描点方式绘制对数螺旋线和阿基米德螺旋线，新近似作图法4点半径采用对数螺旋线参数，结果如图6所示。
由表2数据及图6，可以直观地看到新近似作图法所绘制的图形与对数螺旋线误差很小，几乎重合，而等边基元法和不等边基元法所绘制的图形虽与阿基米德螺旋线较为接近，但误差要大于新近似作图法，而且无法与按对数螺旋线近似逼近。
图6 计算数据绘制的蜗壳内壁型线
4 结论
（1）实际流体质点沿叶轮后流出后的运动轨迹为一条对数螺旋线，传统的蜗壳近似作图法都是以阿基米德螺旋线方程为基础，但阿基米德螺旋线与对数螺旋线间存在较大误差，且误差值随半径为R的到蜗壳起始截面的之间所形成的夹角增大而增大。
（2）等边基元法和不等边基元法虽然是以阿基米德螺旋线方程为基础，但与阿基米德螺旋线仍有一些误差，最主要的缺陷是两种方法所绘制的蜗壳并不能使相邻的两段圆弧在π3ππ22，，位置处相接和相切。
（3）新近似作图法可以很好地解决等边基元法和不等边基元法存在两相邻圆弧段不相切的问题，绘制出的蜗壳内壁型线能够很好地逼近对数螺旋线或阿基米德螺旋线，新近似作图法由于π3ππ22，，位置处的4个基点是精确值，显然型线的精确度要高于4个基点是近似值的等边基元法和不等边基元法。
螺杆空压机用多翼离心风机气动性能改进
螺杆空压机用多翼离心风机气动性能改进
摘要：多翼离心风机以其体积小、结构紧凑、大流量系数、高压力系数及低噪声等特点在国民经济建设及人们日常生活中的使用范围与使用量越来越多，如空调、仪器设备的通风散热、厨房吸油烟机等，并在很多特殊使用场合下被公认为是一种最理想的风源设备，与人们的日常生活息息相关。本文通过CFD技术，开展多翼离心风机气动特性研究，在保证安装接口以及散热能力不变的前提下，对各部件关键参数进行优化，改善风机气动性能，降低风量，从而提升整个冷却模块的散热效率。
关键词：多翼离心风机；数值模拟；气动性能；出口均匀性
引言
多翼离心风机因其整体尺寸小、流量系数大和噪声低等优点被广泛应用于吸油烟机和空调等各类通风换气设备中。作为换气系统中重要的动力源，多翼式离心风机也是整个系统主要的噪声源。其中，叶轮是离心风机中的旋转部件，对风机中的能量转换和传递起着重要作用，结构优良的叶轮对整个风机的性能至关重要。
目前国内外学者对叶轮的优化主要以提高风机的性能为目标，对叶轮的主要结构参数如叶片的型线，进出口安装角，进口集流器，蜗舌结构，叶轮与蜗壳的相对安装位置进行改进，每个参数的变化都会对风机的气动性能和噪声特性产生较大的影响。
1计算模型及方法
1.1计算模型及网格划分 多翼离心风机包括集流器、叶轮、蜗壳、扩压器。模型计算域包括进口计算域、叶轮计算域、蜗壳计算域、扩压器及出口计算域，出口计算域做适当延伸。同时保留蜗壳进风口处电机轴，提高计算精度。出口计算域采用六面体网格，其余计算域采用四面体网格，叶轮区域网格适当加密。根据湍流模型近壁面方程的要求，进行网格划分，总网格数约5.3×107。
1.2数值模拟方法
叶轮区域采用旋转坐标系，并给定旋转速度1500r/min，其余采用静止坐标系。各计算域间通过设置Interface插值。设置叶轮所有叶片表面、轮盘表面以及电机轴外表面为旋转壁面，给定相应旋转速度。风机进口采用压力进口边界条件，设置进口总压为0Pa（G），风机出口采用压力出口边界条件，设置出口静压为0Pa（G）。运用MRF方法对风机内部流场做三维近似模拟，控制方程采用Reynolds时均N-S方程，湍流模型采用Realizablek-ε双方程模型，壁面函数采用标准壁面函数（StandardWallFunctions），压力-速度耦合采用SIMPLE分离算法，压力离散格式采用PRESTO!，动量方程、能量方程和湍流耗散方程均采用二阶迎风格式（SecondOrderUpwind）。
离心通风机蜗壳内部三维流动的测量和分析
第１９卷第３期 ２００２年９月 应 用 力 学 学 报 ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＥＣＨＡＮＩＣＳ Ｖｏ１．１９ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２００２
文章编号：１０００—４９３９（２００２）０３—０１０９—０７
离心通风机蜗壳内部三维流动的测量和分析
鲁渝北 张义云 祁大同 曹淑珍 闻苏平 （西安交通大学西安７１００４９） 摘要：利用五孔探针对离心通风机大宽度矩形截面蜗壳内部的三维流动进行了详细的测量，给出了 蜗壳螺旋通道部分八个横截面内比较清晰的时均速度、静压和总压的分布图形，反映了二次旋涡的 形成与发展、通流方向的扩压流动和叶轮轮盖外侧蜗壳空腔下部流动的变化、蜗舌附近的气流冲击 和内泄漏现象等，并对这种蜗壳存在的主要损失进行了初步分类。 关键词：离心通风机；蜗壳；流动测量与分析 中图分类号：ＴＫ３４ 文献标识码：Ａ
引 言
大宽度矩形截面蜗壳是大多数工业用离心通风 机中普遍采用的蜗壳形式（其蜗壳宽度Ｂ与叶轮出 口宽度ｂ２之比为Ｂ／ｂ ＝２．５～４．０），与普通蜗壳相 比有明显不同的特点。蜗壳内的流动状况及其与叶 轮之间的匹配关系对于提高整机效率、降低噪音水 平有重要作用。近十几年来，对蜗壳的研究逐步增 多ｕ ，但对压缩机蜗壳的研究比较充分，对通风机 蜗壳的研究还很不够。因为通风机蜗壳结构比较特 殊，给数值计算中正确确定边界条件带来困难。即使 是实验研究方面，通常也存在下列不足：一是沿气体 流动方向（即沿蜗壳螺旋通道）所测量的通流横截 面数量太少，多数实验仅测量１～３个截面，而针对 压缩机蜗壳的实验则已测到８个截面 ｊ。二是在每 个测量横截面中测点数目太少，不能详细地反映流 动的全貌。为克服上述不足，本文在蜗壳螺旋通道部 分设置８个测量横截面，每个横截面内沿水平方向 和垂直方向均相距１０毫米设置一个测点，目的是力 求详细深入地了解大宽度矩形截面离心风机蜗壳内 部的流动状况，为进一步分析其流动和损失机理，改 进设计方法，优化蜗壳结构、改善蜗壳与叶轮之间的 匹配关系，以及进行蜗壳内部流动的数值模拟奠定 基础。
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
ABSTRACT
The 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 method
1. 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)
用等边与不等边基元法绘制鼓风机蜗壳
主题：用catia绘制鼓风机的蜗壳
软件：catia v5 R20
步骤：分别采用等边基元法与不等边基元法绘制鼓风机蜗
壳，这两种方法都是以阿基米德螺旋线方程为基础的。
以蜗壳张开度A=240mm，叶轮半径R2=500mm为例。
（1） 等边基元法
第一步、新建一个part文件，命名为case01。
第二步、单击知识工具栏中的函数“f(X)”命令，输入以下内容，见下图。
第三步、以XY平面为基准，建立如下正方形，边长为a，见下图，退出草图。
第四步、继续以XY平面建立草图，首选绘制一段圆弧，见下图，半径为Ra。
第五步、继续绘制剩余三段圆弧，半径分别为Rb，Rc，Rd，见下图。
第六步、绘制出蜗舌部分，见下图，接着退出草图。
第七步、将上步创建的草图拉伸，拉伸距离为300，见下图。
第八步、将拉伸体抽壳，厚度为1，见下图。
第九步、以XY为平面，建立草图，半径为R2，见下图。
第十步、用凹槽命令，在上步草图的基础上，进行操作，见下图。
（2） 不等边基元法
第一步、第一步、新建一个part文件，命名为case02。
第二步、单击知识工具栏中的函数“f(X)”命令，输入以下内容，见下图。
第三步、以XY为平面，建立如下草图，图中四个正方形的边长分别为a、b、c、d。
第四步、继续以XY平面建立草图，分别绘制四段圆弧，见下图，半径分别为Ra，Rb，Rc，Rd。
第五步、绘制出蜗舌部分，见下图，接着退出草图。
第六步、将上步创建的草图拉伸，拉伸距离为300，见下图。
第七步、将拉伸体抽壳，厚度为1，见下图。
第八步、以XY为平面，建立草图，半径为R2，见下图。
第九步、用凹槽命令，在上步草图的基础上，进行操作，见下图。
离心式通风机设计方案和选型手册
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；
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)
离心通风机设计毕业论文
离心通风机设计毕业论文
Prepared on 22 November 2020
本科毕业设计（论文）
题目 SFF型离心通风机设计
学 院 机械工程学院
年 级 专 业
班 级 学 号
学生姓名
校内导师 职 称
校外导师 职 称
论文提交日期
本科毕业设计(论文)诚信承诺书
本人郑重声明： 所呈交的本科毕业设计(论文)，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本人签名： 日期：
本科毕业设计(论文)使用授权说明
本人完全了解常熟理工学院有关收集、保留和使用毕业设计(论文)的规定，即：本科生在校期间进行毕业设计(论文)工作的知识产权单位属常熟理工学院。学校有权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，允许毕业设计(论文)被查阅和借阅；学校可以将毕业设计(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、汇编毕业设计（论文），并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。
离心风机的设计全部
3 2. 离心式通风机的结构及原理
2.1离心风机的基本组成
主要由叶轮、机壳、进口集流器、导流片、联轴器、轴、电动机等部件组成。旋转的叶轮和蜗壳式的外壳。旋转叶轮的功能是使空气获得能量； 蜗壳的功能是收集空气，并将空气的动压有效地转化为静压。
2.2离心风机的原理
叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能, 然后经蜗壳和蜗壳出口扩散段将部分动能转化为静压。这样,风机出口的空气就是具有一定静压的风流。
1-进气室；2-进气口；3-叶轮；4-蜗壳；5-主轴；6-出气口；7-扩散器
4 2.3离心风机的主要结构参数
如图所示，离心风机的主要结构参数如下。
①叶轮外径, 常用D表示；
②叶轮宽度, 常用b表示；
③叶轮出口角,一般用β表示。叶轮按叶片出口角的不同可分为三种:
前向式──叶片弯曲方向与旋转方向相同, β> 90°(90°～ 160°)；
后向式──叶片弯曲方向与旋转方向相反, β< 90°(20°～ 70°)；
径向式──叶片出口沿径向安装,β= 90°。
5 2.4离心风机的传动方式
如图所示。
3. 离心式通风机的设计
3.1 通风机设计的要求
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 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 （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：
蜗壳变型线改进离心风机性能的研究
２００７年第３５卷第４期 流体机械
文章编号：１００５－－－－０３２９（２００７）０４删１－＿０５
蜗壳变型线改进离心风机性能的研究
孙长辉 。，刘正先。，王斗。，罗惕乾
（１．江苏大学，江苏镇江２１２０１３；２．天津大学，天津３０００７２；３．陕西鼓风机集团公司，陕西西安７１０６１１）
摘要：采用三维定常、可压缩的ＳＩＭＰＬＥＣ算法，对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
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
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１０％，全压提高６％，全压内
效率提高２．６％。
关键词：离心通风机；流动性能；数值模拟；变型线蜗壳；
中图分类号：ＴＨ４３ 文献标识码：Ａ
Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｆｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ Ｂｌｏｗｅｒ ｂｙ Ｃｈａｎ￣ｎｇ ｔｈｅ Ｖｏｌｕｔｅ Ｔｙｐｅ
ＳＵＮ Ｃｈａｎｇ－ｈｕｉ ’ ，ＬＩＵ Ｚｈｅｎｇ．ｘｉａｎ ，ＷＡＮＧ Ｄｏｕ ，ＬＵＯ Ｔｉ．ｑｉａｎ
（１．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉ ｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｓｈａａｎｘｉ Ｂｌｏｗｅｒ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１０６１１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎ ３－Ｄ ｓｔｅａｄｙ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄ－ｏｒｄｅｒ ｕｐｗｉｎｄ ｓｃｈｅｍｅ ＳＩＭＰＬＥＣ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｆｌｏｗ
一种离心风机蜗壳型线设计方法与流程
一种离心风机蜗壳型线设计方法与流程
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离心风机蜗壳型线设计方法及其流程详解
吸油烟机用离心风机蜗壳降噪优化设计
吸油烟机用离心风机蜗壳降噪优化设计
摘要：吸油烟机是家庭常用的电器，随着人们生活水平的提高，相应也对吸油烟机的振动及噪声水平有了更高的要求。因多翼离心风机具有风量大、压力系数高等特征，成为了吸油烟机风机的首选。但有研究发现，在吸油烟机离心风机蜗壳设计不合理的情况下，会有较大的噪音产生。基于此，本文借助仿真分析的方式，提出降低吸油烟机用离心风机蜗壳噪音的优化设计方案，以供参考。
关键词：吸油烟机；离心风机；降噪；优化设计
引言
面对厨房日常烹饪菜肴时所产生的油烟，最有效的方法之一就是使用吸油烟机，吸油烟机能将燃烧的废弃及烹饪产生的油烟快速抽出室外，以减少室内污染，净化空气，这也使得吸油烟机成为了现代家庭中必不可少的厨房设备。而随着人们生活水平的提高，随之对吸油烟机的性能与品质要求更高，吸油烟机不仅需要满足基本的吸油烟功能以外，还需降低运行时的噪声，从而给用户带来良好的使用体验。
多翼离心风机因具有压力系数高、流量系数大、噪声低等优势，目前广泛应用在吸油烟机中，并成为了吸油烟机的核心部件之一。这也意味着多翼离心风机的性能将直接影响吸油烟机的风量、静压及噪声水平。蜗壳是多翼离心风机的重要组成部分，很大程度上影响多翼离心风机的性能，进而影响吸油烟机的噪声水平。因此，要想保证吸油烟机的使用达到低噪音的标准要求，就需要对其离心风机蜗壳进行降噪优化设计。
1、离心风机蜗壳噪音及原因分析 在理想状态下，离心风机外圆周流体质点的运动规轨迹，为蜗壳的型线。通常在设计蜗壳型线时，主要有阿基米德螺旋线法和对数螺旋线法这两种。但在工程实际中，常用与阿基米德螺旋线法相似的基元圆弧蜗壳型线法来绘制蜗壳，因此本文也是采用这一个方法来绘制蜗壳型线。
一般蜗壳的厚度B为160mm，在绘制过程中，以风轮为中心做边长a=A/4正方形基元，以正方形的四个定点为圆心R1、R2、R3、R4为半圆，四段圆弧平滑连接的螺旋线为蜗壳型线。其中，R1=190mm，R2=170mm，R3=150mm，R4=130mm。通过理论计算获得蜗壳模型制成样机，然后通过配电机进行噪声测试。测试后发现，在出风口处有不均匀的“呼啦”声，噪声频谱表现为中低频的宽屏噪声，音质差。