离心风机的选型与设计.docx

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 ofaerodynamic and the structure etc. The aerodynamic design of Centrifugalfan has two kinds of methods: one is the likeness designs, the otheris theoretical designs. Based on above, this article designed aCentrifugal 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。

通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等通风机的工作原理与透平压缩机基本相同，只是由于气体流速较低，压力变化不大，一般不需要考虑气体比容的变化，即把气体作为不可压缩流体处理通风机已有悠久的历史中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车，它的作用原理与现代离心通风机基本相同1862 年，英国的圭贝尔发明离心通风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用砖制，木制叶轮采用后向直叶片，效率仅为40％左右，主要用于矿山通风1880 年，人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳，和后向弯曲叶片的离心通风机，结构已比较完善了1892 年法国研制成横流通风机；1898 年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心通风机，并为各国所广泛采用；19 世纪，轴流通风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风，但其压力仅为 100～300 帕，效率仅为 15～25％，直到二十世纪 40年代以后才得到较快的发展1935 年，德国首先采用轴流等压通风机为锅炉通风和引风；1948 年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流通风机；旋轴流通风机、子午加速轴流通风机、斜流通风机和横流通风机也都获得了发展。

按气体流动的方向，通风机可分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型离心通风机工作时，动力机(主要是电动机)驱动叶轮在蜗形机壳内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入由于叶片对气体的动力作用，气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳，从排气口排出因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内，故又称径流通风机离心通风机主要由叶轮和机壳组成，小型通风机的叶轮直接装在电动机上中、大型通风机通过联轴器或皮带轮与电动机联接离心通风机一般为单侧进气，用单级叶轮；流量大的可双侧进气，用两个背靠背的叶轮，又称为双吸式离心通风机叶轮是通风机的主要部件，它的几何形状、尺寸、叶片数目和制造精度对性能有很大影响叶轮经静平衡或动平衡校正才能保证通风机平稳地转动按叶片出口方向的不同，叶轮分为前向、径向和后向三种型式前向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转方向倾斜；径向叶轮的叶片顶部是向径向的，又分直叶片式和曲线型叶片；后向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转的反向倾斜前向叶轮产生的压力最大，在流量和转数一定时，所需叶轮直径最小，但效率一般较低；后向叶轮相反，所产生的压力最小，所需叶轮直径最大，而效率一般较高；径向叶轮介于两者之间叶片的型线以直叶片最简单，机翼型叶片最复杂。

为了使叶片表面有合适的速度分布，一般采用曲线型叶片，如等厚度圆弧叶片叶轮通常都有盖盘，以增加叶轮的强度和减少叶片与机壳间的气体泄漏叶片与盖盘的联接采用焊接或铆接焊接叶轮的重量较轻，流道光滑低、中压小型离心通风机的叶轮也有采用铝合金铸造的轴流式通风机工作时，动力机驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转，气体从集流器进入，通过叶轮获得能量，提高压力和速度，然后沿轴向排出轴流通风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式三种，小型的叶轮直径只有 100 毫米左右，大型的可达 20 米以上小型低压轴流通风机由叶轮、机壳和集流器等部件组成，通常安装在建筑物的墙壁或天花板上；大型高压轴流通风机由集流器、叶轮、流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成叶片均匀布置在轮毂上，数目一般为 2～24叶片越多，风压越高；叶片安装角一般为 10°～45°，安装角越大，风量和风压越大轴流式通风机的主要零件大都用钢板焊接或铆接而成斜流通风机又称混流通风机，在这类通风机中，气体以与轴线成某一角度的方向进入叶轮，在叶道中获得能量，并沿倾斜方向流出通风机的叶轮和机壳的形状为圆锥形这种通风机兼有离心式和轴流式的特点，流量范围和效率均介于两者之间横流通风机是具有前向多翼叶轮的小型高压离心通风机。

气体从转子外缘的一侧进入叶轮，然后穿过叶轮内部从另一侧排出，气体在叶轮内两次受到叶片的力的作用在相同性能的条件下，它的尺寸小、转速低与其他类型低速通风机相比，横流通风机具有较高的效率它的轴向宽度可任意选择，而不影响气体的流动状态，气体在整个转子宽度上仍保持流动均匀它的出口截面窄而长，适宜于安装在各种扁平形的设备中用来冷却或通风通风机的性能参数主要有流量、压力、功率，效率和转速另外，噪声和振动的大小也是通风机的主要技术指标流量也称风量，以单位时间内流经通风机的气体体积表示；压力也称风压，是指气体在通风机内压力升高值，有静压、动压和全压之分；功率是指通风机的输入功率，即轴功率通风机有效功率与轴功率之比称为效率通风机全压效率可达 90％通风机未来的发展将进一步提高通风机的气动效率、装置效率和使用效率，以降低电能消耗；用动叶可调的轴流通风机代替大型离心通风机；降低通风机噪声；提高排烟、排尘通风机叶轮和机壳的耐磨性；实现变转速调节和自动化调节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°2.4 离心风机的传动方式如图所示3 风机的选型一般步骤1、计算确定场地的通风量[1]风机风量的定义为:风速 V 与风道截面积 F 的乘积.大型风机由于能够用风速计准确测出风速.所以风量计算也很简单.直接用公式 Q=VF.便可算出风量.风机数量的确定 根据所选房间的换气次数.计算厂房所需总风量.进而计算得风机数量. 计算公式:N=V×n/Q 其中:N--风机数量(台), V--场地体积(m3), n--换气次数(次/时), Q--所选风机型号的单台风量(m3/h). 风机型号的选择应该根据厂房实际情况.尽量选取与原窗口尺寸相匹配的风机型号.风机与湿帘尽量保持一定的距离(尽可能分别装在厂房的山墙两侧).实现良好的通风换气效果.排风侧尽量不靠近附近建筑物.以防影响附近住户.如从室内带出的空气中含有污染环境.可以在风口安装喷水装置.吸附近污染物集。