畢業(yè)論文---離心通風機的應用及發(fā)展

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　通風機是用于輸送氣體的機械，從能量觀點看，它是把原動機的機械能轉(zhuǎn)變成氣體能量的一種機械。隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，通風機在國民經(jīng)濟領域的應用日益廣泛，對整個工業(yè)經(jīng)濟有著重要的影響。風機是各個工廠、企業(yè)普遍使用的設備之一，特別是通風機的應用更為廣泛。鍋爐鼓風、消煙除塵、通風冷卻都離不開風機，在電站、礦井、化工以及環(huán)保工程，通風機

2、更是不可缺少的重要設備，正確掌握風機的設計，對保證風機的正常經(jīng)濟運行是很重要的。</p><p>　　本文主要介紹了CG150離心通風機設計方案的選擇，分析了離心通風機設計的關(guān)鍵技術(shù)，從而為離心通風機的設計奠定了重要的基礎。本次畢在業(yè)設計的題目是《CG150鼓風機定子設計》，在通風機的設計過程中必須全面分析風機結(jié)構(gòu)，熟悉鼓風機的工作過程，了解鼓風機及工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性及范圍。 </p><

3、;p>　　通過對CG150離心式通風機的定子部分的設計，能夠全面的了解機械設計專業(yè)的所學專業(yè)課知識，做到理論聯(lián)系實際。</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文在吸收國內(nèi)外風機的選型設計經(jīng)驗的基礎上,以離心風機相似設計為基礎,建立了適用于離心通風機設計系統(tǒng)。鑒于傳統(tǒng)通風機的設計方法始終是以人為主體，設計環(huán)境由手工計算工具、繪圖儀器和以紙

4、為載體的資料構(gòu)成，不論是復雜的計算，還是精細的制圖，都必須由設計者親自來完成。我們采用了CAD技術(shù)來進行輔助設計，減少手工繪圖時間、提高繪圖效率，進而能夠促進設計工作的規(guī)范化，系列化和標準化。</p><p>　　設計過程中我們采用分工設計、合作完成的原則，小組合作共同完成CG150 離心式通風機的設計全過程。本文主要論述了通風機中定子組的設計，完成了對定子筒體、法蘭、底座箱體、進氣室、回流器、擴壓器、蝸殼等重要

5、零部件的設計，進行計算并根據(jù)計算繪制CAD機械圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：離心式，通風機，CAD，定子，蝸殼</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　On the foundation of the lectotype that absorbs the design experience of domes

6、tic and international fan, base on the similar design of centrifugal fan, the design system of lectotype of centrifugal ventilator is established. In view of the tradition fanner’s design method ,all along withal human f

7、or these .design environment is made up by hand computation instrument、drawing instrument and withal paper for bearer and so on. The complicated count and the refined protraction must be completed by th</p><p&

8、gt;　　We adopt division of labour design, principle of cooperative finish in the design process,and complete the design of CG150 centrifugal fan by groups working together.The text mostly discuss the stator team’s design

9、of fanner.Complete the most importantly design of stator shell,flange,bed case body,intake chamber,circumfluence ware,diffuser ,volute and so on. And then to make calculation and draw CAD machine instrument graphique by

10、the result of calculation.</p><p>　　Keywords: centrifugal type，fanner，CAD，stator，volute</p><p><b>　　第一章 概述3</b></p><p>　　1.1 離心通風機的應用及發(fā)展狀況3</p><p>　　1.2

11、論文主要工作5</p><p>　　1.3 選擇課題的意義6</p><p>　　第二章 通風機技術(shù)簡介7</p><p>　　2．1 通風機的型號與規(guī)格7</p><p>　　2.1.1 離心通風機型號編制規(guī)則7</p><p>　　2.1.2 軸流通風機型號編制規(guī)則11</p>&

12、lt;p>　　2 .2 通風機的分類14</p><p>　　2.2.1按工作原理分類14</p><p>　　2.2.2按產(chǎn)生的壓強高低分類19</p><p>　　第三章 通風機的結(jié)構(gòu)形式和重要參數(shù)20</p><p>　　3 .1 通風機的結(jié)構(gòu)形式20</p><p>　　3.1.1 離心通風機

13、的結(jié)構(gòu)形式20</p><p>　　3.1.2 軸流通風機的結(jié)構(gòu)形式23</p><p>　　3 .2 通風機的主要零部件25</p><p>　　3.2.1 葉輪25</p><p>　　3.2.2 機殼28</p><p>　　3.2.3 進氣箱28</p><p>　　3.2.

14、4 前導器29</p><p>　　3.2.5 擴散器29</p><p>　　3. 3 通風機重要參數(shù)30</p><p>　　第四章 CG150離心式通風機的設計33</p><p>　　4. 1 工作原理33</p><p>　　4. 2 設計的任務和要求35</p><p&g

15、t;　　4. 3 轉(zhuǎn)子部件的確定41</p><p>　　4. 3.1 葉輪尺寸的確定41</p><p>　　4. 3.2 葉片形狀的確定42</p><p>　　4. 4 進氣裝置44</p><p>　　4. 4.1 無葉擴壓器44</p><p>　　4 .4.2 進氣室45</p&g

16、t;<p>　　4. 4.3 進氣口(或集流器)46</p><p>　　4. 4.4 進口導流器47</p><p>　　4. 5 蝸殼設計48</p><p>　　4. 5.1概述48</p><p>　　4. 5.2 基本假設49</p><p>　　4. 5.3 蝸殼內(nèi)壁型線49

17、</p><p>　　4．5．4 蝸殼寬度B52</p><p>　　4．5．5 蝸殼內(nèi)壁型線實用計算53</p><p>　　4．5．6 蝸殼出口長度及擴壓器54</p><p>　　4．5．7 蝸舌55</p><p>　　4．5．8 數(shù)據(jù)計算56</p><p>　　4

18、. 6 法蘭設計59</p><p>　　4. 6 .1對法蘭連接的基本要求59</p><p>　　4. 6. 2法蘭的分類與結(jié)構(gòu)59</p><p>　　4. 6. 3我們主要采用Timoshenko方法方法來進行設計60</p><p>　　4. 7箱體的設計64</p><p><b>　　

19、感謝66</b></p><p><b>　　參考文獻67</b></p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　1.1 離心通風機的應用及發(fā)展狀況</p><p>　　通風機是用于輸送氣體的機械，從能量觀點看，它是把原動機的機械能轉(zhuǎn)變成氣體能量的一種機械。離心

20、通風機是風機中的一大類型，廣泛應用于電力、化工、礦山及建筑領域。作為廣泛應用的通用設備，離心通風機在各應用領域是心臟設備。其性能的好壞，是否能安全穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)對整個裝置是至關(guān)重要的。隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，通風機在國民經(jīng)濟領域的應用日益廣泛，對整個工業(yè)經(jīng)濟有著重要的影響。我國離心式通風機制造行業(yè)的出現(xiàn)是從建國后開始的，1949新中國建立后，國民經(jīng)濟建設得到了迅速的恢復和發(fā)展。作為需要量大而面廣的通用機械一一風機，也隨著各個經(jīng)濟部門在發(fā)展

21、中的需要而得到了國家的重視，使之迅速發(fā)展起來。50年代初期，由前蘇聯(lián)提供技術(shù)資料并派專家來華指導，我國開始制造生產(chǎn)離心式通風機，但所生產(chǎn)的機型有限而且這類風機的最大缺點是效率低，綜合效率僅為65%-75%，運行效率更低，有的甚至在25%左右。60年代開展了以提高風機效率為目的的研制工作，并取得了可喜成果。隨著加工設備和科學技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)各風機生產(chǎn)廠在設計方法、加工手段、制造工藝等方面進行不斷的改進，離心通風機不斷更新?lián)Q代。在風機三

22、化(標準化、通用化、系列化)</p><p>　　然而傳統(tǒng)通風機的設計方法始終是以人為主體，設計環(huán)境由手工計算工具、繪圖儀器和以紙為載體的資料構(gòu)成，不論是復雜的計算，還是精細的制圖，都必須由設計者親自來完成。因而設計者的水平?jīng)Q定了設計的水平，這種設計模式除了眾所周知的設計周期長、設計效率低和設計質(zhì)量差等缺點外，從現(xiàn)代觀點來看，造成的設計人才浪費和設計方案缺乏競爭性這兩個問題亦顯得更為嚴重和突出。全面采用CAD技術(shù)

23、必然會減少手工繪圖時間、提高繪圖效率、提高分析計算速度、解決復雜計算問題、便于修改設計，進而能夠促進設計工作的規(guī)范化，系列化和標準化。</p><p>　　1.2 論文主要工作</p><p>　　離心通風機在設計中根據(jù)給定的條件：容積流量Q、通風機全壓ΔP、工作介質(zhì)及其密度ρ，以及其他要求，確定通風機的主要尺寸。例如，葉輪進出口直徑及直徑比D1／D2、轉(zhuǎn)速n、葉輪進出口寬度b1和b2、

24、進出口葉片角β1A和β2A葉片數(shù)z，以及葉片的型線繪制和擴壓器設計，以保證通風機的性能。</p><p>　　在畢業(yè)設計實習中，由冷老師的帶領下到工廠進行現(xiàn)場實習，盡管我們設計的課題與我們所見的設備有所差別，但經(jīng)過冷老師對鼓風機設計提出的要求及講解，使我們對我們的設計題目及設計方案了有了一個總體上的認識，總體方案比較及查閱資料和現(xiàn)場實際情況，經(jīng)過我們由三人共同討論，分工設計，獲得出一套行之有效，較為合理且符合生產(chǎn)

25、實際情況的設計內(nèi)容。</p><p>　　本次畢在業(yè)設計的題目是《CG150鼓風機定子設計》，根據(jù)具體設計內(nèi)容在總體CG150通風機的原理，步驟，設計總體要求，我和王文繼，張勝三個人共同設計，并有畢業(yè)設計導師分工，把整體分為三個部分，即轉(zhuǎn)子組，定子組和總體裝配。在設計中采用分工明確，合作完成的宗旨，進行畢業(yè)設計。</p><p>　　定子組主要包括有定子筒體、合箱導柱、法蘭、密封鏡片、底座

26、箱體、隔板、圍板、進氣室、回流器，擴壓器、蝸殼等零部件的設計，需要進行計算并根據(jù)計算繪制CAD機械圖。</p><p>　　71.3 選擇課題的意義</p><p>　　選題的目的在于畢業(yè)設計是大學生在校期間最后一次全面性、總結(jié)性的教學實踐環(huán)節(jié)，可以提高學生綜合應用能力、發(fā)現(xiàn)和解決實際問題的能力、資料查詢能力、計算機應用能力、論文撰寫能力、口頭表達能力、協(xié)調(diào)合作能力等，有利于學生對于以后的

27、工作有總體的認識和合理的設計方案，更系統(tǒng)的運用自己的所學知識達到本科教學任務要求。</p><p>　　本次畢在業(yè)設計的題目是《CG150鼓風機定子設計》，選題的意義于在鼓風機的設計過程中必須全面分析風機結(jié)構(gòu)，熟悉鼓風機的工作過程，了解鼓風機及工藝參數(shù)得以調(diào)整的可能性及范圍，由于時間短，任務重，所以此次設計的題目有一定的難度，但是我相信在老師的指導下，以及在同學們的幫助下一定會把這次畢業(yè)設計做的很好。</p

28、><p>　　2 通風機技術(shù)簡介</p><p>　　風機是我國對氣體壓縮和氣體輸送機械的習慣簡稱。通常所說的風機包括通風機、鼓風機、壓縮機以及羅灰鼓風機，們是不包括活塞壓縮機等密積式鼓風機和壓縮機。</p><p>　　氣體壓縮和氣體輸送機械是把旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能和動能、并將氣體輸送出去的機械。</p><p>　　2．1 通風機

29、的型號與規(guī)格</p><p>　　2．1．1 離心通風機型號編制規(guī)則</p><p>　　1.離心通風機系列產(chǎn)品的型號用型式表示，單臺產(chǎn)品型號用型式和品種表示。型號組成的順序關(guān)系如表2-1所示</p><p>　　表 2-1 型號組成的順序關(guān)系</p><p>　　1)用途代號按表2-1規(guī)定。</p><p>　　

30、2)壓力系數(shù)的5倍化整后采用一位數(shù)。個別前向葉輪的壓力系數(shù)的5倍化整后大于10時，亦可用二位整數(shù)表示。</p><p>　　3)比轉(zhuǎn)速采用兩位整數(shù)。若用二葉輪并聯(lián)結(jié)構(gòu)，或單葉輪雙吸入結(jié)構(gòu)，則用2乘比轉(zhuǎn)速表示。</p><p>　　4)若產(chǎn)品的型式中產(chǎn)生有重復代號或派生型時，則在比轉(zhuǎn)速后加注序號，采用羅馬數(shù)字體Ⅰ、Ⅱ等表示。</p><p>　　5)設計序號用阿拉伯數(shù)

31、字“1”，“2”等表示，供對該型產(chǎn)品有重大修改時用。若性能參數(shù)、外形尺寸、地基尺寸，易損件沒有變動時，不應使用設計序號。</p><p>　　6)機號用葉輪直徑的分米(dm)數(shù)表示.</p><p>　　表2-2 用途代號表</p><p>　　2．離心通風機的名稱型號表示舉例如表2-3所示。</p><p>　　表2-3 離心通風機

32、的名稱型號</p><p>　　2.1.2 軸流通風機型號編制規(guī)則</p><p>　　1．軸流通風機系列產(chǎn)品的型號用型式表示，單臺產(chǎn)品的型號用型式和品種表示，型號組成的順序關(guān)系如表2-4所示。</p><p>　　表 2-4 型號組成</p><p>　　1）葉輪數(shù)代號，單葉輪可不表示，雙葉輪用“2”表示。</p><

33、;p>　　2)用途代號按表2-2規(guī)定。</p><p>　　3)葉輪轂比為葉輪底徑與外徑之比，取兩位整數(shù)。</p><p>　　4)轉(zhuǎn)子位置代號臥式用“A”表示，立式用“B”表示。產(chǎn)品無轉(zhuǎn)子位置變化可不表示。</p><p>　　5)若產(chǎn)品的型式中產(chǎn)生有重復代號或派生型時，則在設計序號前加注序號。采用羅馬數(shù)字體Ⅰ、Ⅱ等表示。</p><p&

34、gt;　　6)設計序號表示方法同前離心通風機型號編制規(guī)則。</p><p>　　2．軸流通風機的名稱型號表示舉例如表2-5所示。</p><p>　　表2-5 軸流通風機的名稱型號</p><p>　　2 .2 通風機的分類</p><p>　　2.2.1按工作原理分類</p><p>　　風機和樂縮機按工作原理可分

35、為3類：</p><p>　　(1)容積式，包括活塞式(圖2.1)和回轉(zhuǎn)式，后者又可分為滑片式（圖2.2）、羅茨式（圖2.3）和螺桿式(圖2.4)等；</p><p>　　(2)葉片式，又稱透平式，包括離心式（圖2.5）混流式（圖2.6）、軸流式（圖2.7）和橫流式(圖2.8)；</p><p>　　(3)噴射式(圖2.9)。</p><p>

36、;　　活塞式或往復式風機通常由兩部分組成，一部分是直接和氣體進行能量交換的工作端，另一部分是和其他機械進行動力傳遞的傳動端。工作端主要包括缸體、活塞(或柱塞)、吸入閥和排出閥。</p><p><b>　　圖 2.1 活塞式</b></p><p>　　現(xiàn)以工作過程的示功圖(圖2．1(a))來說明往復式風機的工作原理。示功圖的橫軸為缸體的容積，縱軸為切體內(nèi)氣體的壓強。

37、當用作氣體輸送機械時，缸體內(nèi)的壓強沿ABCD線按逆時針方向變化。在活寒向右方移動的瞬間，缸體內(nèi)的壓強降到A點，這時吸入閥開啟，排出閥關(guān)閉，隨著活塞向右移動，低壓氣體被吸入缸體，這期間缸體內(nèi)的氣體壓強保持不變，吸入過程至活塞移動到缸體容積最大的下死點B為止。隨后排出過解開始。在活塞向左移動的瞬間，缸體內(nèi)的壓強從B點上升到C點，吸入閥關(guān)閉，排出閥開啟，活塞繼續(xù)向左移動并排出高壓氣體，至活塞到達缸體容積最小的上死點D為止。活塞往復一次完成一個

38、工作循環(huán)。圖2．1(b)是單缸往復式風機的示意圖。</p><p>　　在回轉(zhuǎn)式風機中，轉(zhuǎn)子和殼體之間(或兩個轉(zhuǎn)子之間)形成封閉氣體的工作腔，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，工作腔的容積發(fā)生變化以達到和氣體交換能量的目的?；剞D(zhuǎn)式機械的工作原理和往復式機械相同，但回轉(zhuǎn)式風機不再設置吸入閥和排出閥，而代之以和葉片式風機相似的吸入口和排出口。</p><p><b>　　圖2.2 滑片式</b&g

39、t;</p><p>　　圖2.3所示為—臺雙葉回轉(zhuǎn)式風機的示意圖。兩個轉(zhuǎn)子由一對同步齒輪驅(qū)動作反向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)子表面和殼體內(nèi)接圍成的工作腔容積周期性地變化。轉(zhuǎn)子之間保持很小的間隙以免互相接觸，因而不需要潤滑，壽命長。由于間隙對泄漏效率有影響，所以該種機械不宜用于高壓流體，多用來輸送氣體，又名羅茨式。</p><p>　　圖2.3 羅茨式 </p><p&g

40、t;　　圖2.4所示為螺桿式風機，是出瑞典1MO公司發(fā)明的。該風機的轉(zhuǎn)子由一根主動螺桿和兩根從動螺桿組成。從理論上講，采用以擺線和次擺線的組合型線作為齒形的雙頭螺紋后，主、從動螺桿間的嚙合線能將螺旋槽嚴密地切斷，從而形成完全封閉的工作腔。為了保持運行平穩(wěn)，在設計從動螺桿的齒形時，還應使作用在螺旋表面上的液體壓強對從動螺桿形成一很小的力矩，用以克服摩擦，保證從動螺桿自動轉(zhuǎn)動，避免和主動螺桿之間有動力傳遞。三螺桿式機械的摩擦損失小，使用轉(zhuǎn)速

41、高。</p><p><b>　　圖2.4 螺桿式</b></p><p>　　在葉片式風機中，離心式風機和壓縮機是應用最廣泛的一種。在圖2.5所示的離心式風機中，氣體在幾乎與轉(zhuǎn)動軸線垂直的流面上流過葉輪。由于這種形式的風機主要是利用轉(zhuǎn)動離心力來產(chǎn)生壓強升，而—般說來，該部分壓強升總是遠大于相對速度改變產(chǎn)生的壓強升，故適用于高壓升的情況。不過，該種風機的使用流量相對

42、較小，因為如果葉片的軸向?qū)挾冗^大將會導致效率下降。因此，離心式風機通常用于高壓強升和小流量的情況。</p><p><b>　　圖2.5 離心式</b></p><p>　　圖2.6所示為軸流式風機的原理圖；</p><p><b>　　圖2.6 軸流式</b></p><p>　　圖2．7所示

43、為橫流式風機的工作原理示意圖</p><p>　　圖2．8所示噴射式風機主要由噴嘴、吸入室、混合空和擴散管等部分組成。</p><p>　　圖2.7 橫流式 圖2.8 噴射式 </p><p>　　2.2.2按產(chǎn)生的壓強高低分類</p><p>　　根據(jù)排氣壓強(以絕對壓強計算

44、)的高低，輸送氣體的機械可分為：</p><p>　　通風機，排氣壓強低于11.27×104Pa；</p><p>　　鼓風機，排氣壓強在(11.27~34.3)×104Pa;</p><p>　　壓縮機，排氣壓強高于34.3×104Pa。</p><p>　　注: 1Pa=1N／m2</p>&

45、lt;p>　　3 通風機的結(jié)構(gòu)形式和重要參數(shù)</p><p>　　3 .1 通風機的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　3．1. 1 離心通風機的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　離心通風機的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，葉輪和蝸殼一般都用鋼板制成，通常都采用焊接，有時也用鉚接。圖3.1是常見的中壓離心通風機簡圖。</p><p>　　圖3.l 離心

46、式通風機結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1-V帶帶輪 2、3-軸承座 4-主軸 5-軸盤 6-后盤 </p><p>　　7-蝸殼 8-葉片9-前盤 10-進風口 11-出風口 12-底座</p><p>　　1.旋轉(zhuǎn)方式不同的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　離心通風機可以做成右旋轉(zhuǎn)或左旋轉(zhuǎn)兩種。從原動機一端正視，葉輪旋轉(zhuǎn)為順

47、時針方向的稱為右旋轉(zhuǎn)，用“右”表示；葉輪旋轉(zhuǎn)為逆時針方向的稱為左旋轉(zhuǎn)，用“左”表示。但必須注意葉輪只能順著蝸殼螺旋線的展開方向旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　2．進氣方式不同的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　離心通風機的進氣方式有單側(cè)進氣（單吸）和雙側(cè)進氣(雙吸)兩種。</p><p>　　單吸通風機又分單側(cè)單級葉輪和單側(cè)雙級葉輪兩種。在同樣情況下，雙級葉輪產(chǎn)生的風壓是單

48、級葉輪的兩倍。</p><p>　　雙吸單級通風機是雙側(cè)進氣、單級葉輪結(jié)構(gòu)。在同樣情況下，這種風機產(chǎn)生的流量是單吸的兩倍。</p><p>　　在特殊情況下，離心通風機的進風口裝有進氣室，按葉輪“左”或“右”的回轉(zhuǎn)方向，各有五種不同的進口角度位置，如圖1-3所示。</p><p>　　圖3.2 進氣室角度位置示意圖</p><p>　　3.

49、 離心通風機出風口位置不同的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　根據(jù)使用的要求，離心通風機蝸殼出風口方向，規(guī)定了如圖3.3所示的8個基本出風口位置。</p><p>　　圖3.3 出風口角度位置示意圖</p><p>　　如基本角度位置不夠，可以采用表3.1所列的補充角度。</p><p>　　表3.1 補充角度</p>&l

50、t;p>　　4.傳動方式不同的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　根據(jù)使用情況的不同，離心通風機的傳動方式也有多種。如果離心通風機的轉(zhuǎn)速與電動機的轉(zhuǎn)速相同時，大號風機可以采用聯(lián)軸器，將通風機和電動機直聯(lián)傳動，這樣可以使結(jié)構(gòu)簡化緊湊、減小機體。小號風機則可以將葉輪直接裝在電動機軸上，可使結(jié)構(gòu)更加緊湊。如果離心通風機的轉(zhuǎn)速和電動機的轉(zhuǎn)速不相同，則可以采用通過帶輪變速的傳動方式。</p><p>

51、;　　3. 1. 2 軸流通風機的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　軸流通風機的葉輪由輪毅和葉片組成。輪鼓和葉片的聯(lián)接一般為焊接結(jié)構(gòu)。為調(diào)節(jié)葉片安裝角度，葉片和輪轂的聯(lián)接為可調(diào)式?？赏C調(diào)節(jié)葉片安裝角度，有的可在運轉(zhuǎn)中調(diào)節(jié)葉片安裝角，稱為動葉可調(diào)式。圖3.4是一般軸流通風機示意圖。</p><p>　　圖 3.4 單級軸流通風機示意圖</p><p>　　1-集流器

52、2-流線罩 3-前導流器(P) 4-葉輪（R） 5-后導流器（S）</p><p>　　(1)傳動形式 軸流通風機的傳動形式通常有電動機直聯(lián)、帶輪、聯(lián)軸器等3種形式。</p><p>　　(2)風口位置 軸流通風機的風位置、用入(出)若干角度表示，基本風口位置有4個，特殊用途可補充增加(圖表3.2)。</p><p><b>　　表3.2 風口位

53、置</b></p><p>　　注：分進風口與出風口兩種，用入（出）若干角度表示。若無進、出風口位置則可不予表示?；撅L口位置有4個，特殊用途的則另加。</p><p>　　圖3.5 軸流通風機風口位置</p><p>　　3 .2 通風機的主要零部件</p><p><b>　　3. 2.1 葉輪</b>

54、</p><p>　　葉輪是通風機的心臟部分，它的尺寸和幾何形狀對通風機的特性有著重大的影響。離心通風機的葉輪一般由前盤、后(中)盤、葉片和軸盤等組成，其結(jié)構(gòu)有焊接的和鉚接的兩種型式。</p><p>　　葉輪前盤的型式有平前盤、錐形前盤和弧形前盤等幾種，如圖3.6a、b、c所示。平前盤制造簡單，但一般對氣流的流動情況有不良影響。我國生產(chǎn)的8-18型離心通風機就是采用這種平前盤。</

55、p><p>　　圖3.6 葉輪結(jié)構(gòu)形式示意圖</p><p>　　a)平前盤葉輪 b)錐形前盤葉輪</p><p>　　c)弧形前盤葉輪 d)雙葉輪</p><p>　　錐形前盤和弧形前盤的葉輪，制造比較復雜，但其氣動效率和葉輪強度都比平前盤優(yōu)越。我國生產(chǎn)的4-72型和4-73型離心通風機都采用了弧形前盤。</p><p

56、>　　雙側(cè)進氣的離心通風機葉輪，是兩側(cè)各有一個相同的前盤。葉輪中間有一個通用的中盤，中盤鉚在軸盤上。</p><p>　　叫輪上的主要零件是葉片。離心通風機葉輪的葉片，一股為6~64個.由于葉片出口安裝角和葉片形狀的不同，葉輪的結(jié)構(gòu)形式也有不同。</p><p>　　(1)葉片出口角不同 離心通風機的葉輪，根據(jù)葉片出口角的不同，可分為如圖3.7所示的前向、徑向和后向三種。葉片出口角

57、β2A大于90。的叫作前向葉片，</p><p>　　等于90。的叫作徑向葉片，小于90。的叫作后向葉片。</p><p>　　圖3.7 前向、徑向和后向葉輪示意圖</p><p>　　(2)葉片形狀不同 離心通風機葉片形狀有如圖3.8所示的平板形、圓弧形和中空機翼形等幾種。平板形葉片制造簡單。中空機翼形葉片具有優(yōu)良的空氣動力特件，葉片強度高，通風機的氣動效率一

58、般較高。如果將中空冀形葉片的內(nèi)部加上補強筋，可以提高葉片的強度和剛度。但工藝性較復雜。中空機翼形葉片磨漏后，雜質(zhì)易進入葉片內(nèi)部，使葉輪失去平衡而產(chǎn)生振動。</p><p>　　目前，前向葉輪一般都采用圓弧形葉片。在后向葉輪中，對于大型通風機多采用機冀形葉片，而對于中、小型通風機，則以采用圓弧形和平板形葉片為宜。我國生產(chǎn)的4-72型和4-73型離心通風機均采用中空機翼形葉片。</p><p>

59、;　　圖3.8 葉片形狀</p><p>　　a)平板葉片 h)圓弧窄葉片 c)圓弧葉片 d)機翼型葉片</p><p><b>　　3.2.2 機殼</b></p><p>　　離心通風機的機殼由蝸殼、進風口和風舌等零部件織成。</p><p>　　1. 蝸殼 蝸殼是由蝸殼和左右兩塊側(cè)板焊接或咬口而成。蝸

60、殼的作用是收集從葉輪出來的氣體，并引導到蝸殼的出口、經(jīng)過出風口．把氣體輸送到管道中或排到大氣中去。有的通風機將氣體的一部分動壓通過蝸殼轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。蝸殼的蝸板是一條對數(shù)螺旋線。為了制造方便，一般將蝸殼設計制成等寵矩形斷面。</p><p>　　2.進風口 進風口又稱集風器，它是保證氣流能均勻地充滿葉輪的進口，使氣流流動損失最小。離心通風機的進風口有筒形、錐形、筒錐形、筒弧形、弧形、弧錐形、弧筒形等多種。</

61、p><p>　　3.2.3 進氣箱</p><p>　　進氣箱一般只使用在大型的或雙吸的離心通風機上。其主要作用可使軸承裝于通風機的機殼外邊．便于安裝與檢修，對改善鍋爐引風機的軸承工作條件更為有利。對進風口直接裝有彎管的通風機，在進風前裝上進氣箱，能減少因氣流不均勻進入葉輪產(chǎn)生的流動損失。一般斷面逐漸有些收斂的進氣箱的效果較好。</p><p><b>　　

62、3.2.4 前導器</b></p><p>　　—般在大型離心通風機或要求特性能調(diào)節(jié)的通風機的進風口或進風口的流道內(nèi)裝置前導器。用改變前導器葉片角度的方法，來擴大通風機性能、使用范圍和提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性。前導器有軸向式和徑向式兩種。</p><p><b>　　3.2.5 擴散器</b></p><p>　　擴散器裝于通風機機殼出口處

63、，其作用是降低出口氣流速度，使部分動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。根據(jù)出口管路的需要，擴散器有圓形截面和方形截面兩種。</p><p>　　3. 3 通風機重要參數(shù)</p><p>　　離心式通風機(圖3.9)，可以看出它主要由進氣空、進氣口、葉輪、蝸殼、出氣口和擴散器等幾個部件組成。</p><p><b>　　圖3.9 離心式</b></p>

64、<p>　　風機的主要參數(shù)有以下幾個。</p><p>　　1.流量(體積流量或質(zhì)量流量)：指單位時間內(nèi)通過風機出口斷面的氣體量(體積或質(zhì)量)。當用體積流量時，用Q表示，單位為立方米每秒(m3／s)，當用質(zhì)量流量時，用Qm表示，單位為千克每秒(kg／s)或千克每小時(kg／h)，質(zhì)量流量和體積流量的關(guān)系為</p><p>　　Qm=Qρ

65、 (3-1)</p><p>　　其中ρ為氣體密度，單位為kg／m3。</p><p>　　將單位時間內(nèi)通過風機進口斷面的體積流量稱為理論流量，用Qth表示。由于能量的轉(zhuǎn)換是在葉輪內(nèi)進行的，因此，只有將經(jīng)過葉輪做功的高壓氣體盡可能多地送出去才能使風機充分發(fā)揮其作用。而實際上，風機的轉(zhuǎn)動部件(葉輪)和固定部件之間總是有空隙的，因此，在葉輪四周的氣體就會由高壓側(cè)沿間隙漏向低壓側(cè)，

66、這部分泄漏的氣體(其流量用q表示)由于不經(jīng)過風機出口斷面流出，因而未被有效利用。所以，實際被利用的流量小于通過葉輪輸送的理論流量，該理論流量為 </p><p><b>　　Qth=Q+q</b></p><p>　　于是，風機的容積效率為 </p><p><b>　　（3-2）</b></p>&l

67、t;p>　　2. 壓強：指風機的壓強升，即進出口斷面單位體積氣體的能量差，用壓強差ΔP表示，單位為帕(Pa)。風機的壓強升又分全壓升ΔP、靜壓升ΔPst為和動壓升ΔPd。</p><p>　　風機在工作過程中，氣體從進口至出口要克服各種阻力，因而有能量損耗。對風機來說，氣體在傳輸過程中獲得的能量并未完全轉(zhuǎn)變成壓強升送出去，而這種損失是由于氣體的流動引起的，通稱為流動損失，用ΔPh表示。所以風機實際產(chǎn)生的全壓

68、升ΔP比理論全壓升要小，即</p><p>　　ΔP=ΔPth - ΔPh （3-3）</p><p><b>　　風機的流動效率為</b></p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　(3)轉(zhuǎn)速n：風機轉(zhuǎn)速直接影響風機的流量、壓強和

69、效率。轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)每分（r／min）。</p><p>　　(4)軸功率：驅(qū)動風機所需要的功率，或者說是單位時間內(nèi)傳遞給通風機軸的能量稱為軸功率，用P表示，單位為瓦(W)或千瓦（KW）。</p><p>　　從壓強升的定義可以得出單位體積的氣體經(jīng)過風機后具有的能量為ΔPth，若體積流量為Qth(m3／s)，則單位時間內(nèi)氣體獲得的能量稱為氣體功率(或稱為內(nèi)功率)，用PJ表示，有</

70、p><p>　　PJ =QthΔPth (3-5)</p><p>　　考慮流動損失ΔPh和容積損失q后，實際氣體的有效功率Pe為</p><p>　　Pe＝(Qth - q)( ΔPth - ΔPh) (3-6)</p><p><b>　　(5)效率<

71、/b></p><p>　　效率是反映所設計、制造的風機性能優(yōu)劣的指標，表示能量的利用和轉(zhuǎn)換程度。對于風機，實際氣體功率Pe是氣體經(jīng)過葉輪后獲得的能量，風機的軸功率Ps是原動機輸入的功率，所以風機的有效效率ηc為</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　所以風機的有效效率(總效率) ηc為</p>

72、<p>　　ηc= ηq ηh ηm (3-8)</p><p>　　4 CG150離心式通風機的設計</p><p>　　通風機是一種廣泛應用于冶金、煤炭、電力、輕紡等國民經(jīng)濟的各個領域、品種規(guī)格非常多的通用機械，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國現(xiàn)約有2000多家風機制造商，生產(chǎn)約200多個系列近萬種規(guī)格的各類風機隨著社會的進步和物質(zhì)生活的豐富

73、，人們所需要的產(chǎn)品品種規(guī)格越來越多，產(chǎn)品也越來越具有個性化，隨之也需求越來越多品種規(guī)格的風機產(chǎn)品與之配套。</p><p>　　通風機產(chǎn)品選型是通風機研究設計人員在產(chǎn)品設計過程中碰到的第一個問題，在研究開發(fā)一種新產(chǎn)品時，為了避免重復勞動，設計人員首先要檢索過去己經(jīng)設計和生產(chǎn)的產(chǎn)品，找出與設計要求的性能相近、效率高、噪聲低的風機產(chǎn)品，在此基礎上，采用最可靠、最簡單的模化設計，設計出符合用戶要求的風機，這樣既可以節(jié)省

74、設計時間和產(chǎn)品制造費用，又可以縮短產(chǎn)品生產(chǎn)供貨時間。</p><p>　　通風機的設計包括氣動設計計算、結(jié)構(gòu)設計和強度計算等內(nèi)容。本章主要講述氣動設計計算的內(nèi)容，而通風機的氣動設計又分為相似設計和理論設計兩種方法。相似設計方法簡單、可靠，在工業(yè)上被廣泛使用；而理論設計方法用于設計新系列的通風機。本章主要論述CG150離心通風機氣動設計的一般方法。</p><p>　　4. 1 工作原理&

75、lt;/p><p>　　當葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時，葉片間的氣體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，并使氣體從葉片之間的出口處甩出。被甩出的氣體擠入機殼，于是機殼內(nèi)的氣體壓強增高，最后被導向出口排出。氣體被甩出后，葉輪中心部分的壓強降低。外界氣體就能從風機的吸人口通過葉輪前盤中央的孔口吸人．源源不斷地輸送氣體。</p><p>　　圖4.1 CG150鼓風機工作原理圖</p><p>　

76、　1、定子總成；2，5、螺栓；3，4，6，7、墊圈；8、轉(zhuǎn)子總成；9、前軸承蓋；10、前軸承外套；11、定位軸承室；12、輪蓋密封；13、輪盤密封；14、平衡室蓋；15，16、密封組；17、直通壓注油杯；18、銅熱電阻；19、聯(lián)軸器部；20、后軸承箱；21、銷；22、螺母。</p><p>　　離心式通風機的主要氣動部件是葉輪、外殼和集流器，葉輪由前盤、后盤和固定在兩盤之間的葉片組成。葉輪是通風機中將原動機的機械

77、能轉(zhuǎn)換為氣體能量的惟一部件，它的幾何形狀、尺寸和轉(zhuǎn)速等基本參數(shù)制約著氣體在葉輪中流動的特征，次定著通風機的流量、壓強升，以及流量與壓強升之間的關(guān)系。氣體在通風機中的實際流動情況相當復雜，其中涉及到各種流動損失，利用數(shù)學方法準確求出其特性是很困難的，為此，需要在一定的假設條件卜，首先建立一個理想的葉輪模型，通過分析理想的葉輪模型得到基本參數(shù)之間的關(guān)系以后，再逐步加以修正使其更接近于實際情況。</p><p>　　4

78、．2 設計的任務和要求</p><p>　　離心通風機在設計中根據(jù)給定的條件：容積流量、通風機全壓ΔP、工作介質(zhì)及其密度ρ，以及其他要求，確定通風機的主要尺寸。例如，葉輪進出口直徑及直徑比D1／D2、轉(zhuǎn)速n、葉輪進出口寬度b1和b2、進出口葉片角β1A和β2A葉片數(shù)z，以及葉片的型線繪制和擴壓器設計，以保證通風機的性能。</p><p>　　對于通風機設計的要求：</p>

79、<p>　　在效率盡可能高的條件下，為滿足所需要的流量、全壓及其他要求，所進行的通風機流道幾何尺寸的汁算，稱之為空氣動力計算，簡稱為氣動力計算。</p><p>　　通過氣動力計算，可決定出通風機流道的幾何尺寸，將其化成葉輪直徑D2的百分數(shù)，可得出它們的相對尺寸，以此相對尺寸所繪出的通風機幾何圖形(不包括各零件的厚度)稱之為通風機的空氣動力略圖，空氣動力略圖是同一類型通風機所共有的幾何圖形。</p

80、><p>　　在通風機的設計與計算中，除了要滿足一定流量和全壓以外．還有下面一些要求：</p><p><b>　　1.工作區(qū)域要大</b></p><p>　　通風機工作區(qū)域越大，它所適用的范圍就越廣。在產(chǎn)品系列化設計時，就可用較少的機號布滿一定的流量-全壓范圍。</p><p>　　工作區(qū)域的大小，可以利用幾何不同的指標

81、來評定。這里只介紹兩種：</p><p>　　1)等積孔變化幅度λA</p><p>　　式中 ——工作區(qū)域中的最大等積孔系數(shù)；</p><p>　　——工作區(qū)域中的最小等積孔系數(shù)；</p><p>　　2)流量變化范圍Δφ</p><p>　　Δφ=φmax-φmin</p><p>　　式中

82、φmax——工作區(qū)域中的最大流量系數(shù)；</p><p>　　φmin——工作區(qū)域中的最小流量系數(shù)；</p><p>　　圖4.2 決定通風機工作區(qū)示意圖</p><p><b>　　2．調(diào)節(jié)深度要深</b></p><p>　　如果某通風機沒有調(diào)節(jié)裝置，在系列化曲線上將會出現(xiàn)如圖4.3所示一樣的空白區(qū)。這會使通風機增加不

83、必要的電能消耗。為了避免不必要的電能消耗及滿足用戶所需要的風量，尤其是工況不斷變化的通風機，必須附帶調(diào)節(jié)裝置。通風機的調(diào)節(jié)性能可用額定流星下的調(diào)節(jié)深度ε來衡量：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 ——整個工作范圍內(nèi)與最高效率相對應的最大靜壓系數(shù)；</p><p>　　——整個工作范圍內(nèi)與最高效率相對應的

84、最小靜壓系數(shù)；</p><p>　　以前導器調(diào)節(jié)的無因次曲線為例，來說明通風機工作范圍的確定方法(見圖4.3)。為了確定工作范圍，首先在不同前導器角度的壓力系數(shù)曲線上畫出等效率曲線。允許使用的最低效率的等效率曲線與各壓力系數(shù)曲線分別相交于3、5、7、8、6、4及2各點。其次，再畫出喘振線1ab。為保證通風機經(jīng)濟地且可靠地運轉(zhuǎn)，通風機的工況不應超出1a5786421的范圍，該范圍稱為ηst≥0.6的工作范圍。<

85、;/p><p>　　圖4.3 確定通風機工作范圍用圖</p><p>　　通風機的調(diào)節(jié)深度越大，說明通風機的調(diào)節(jié)性能越好。采用前導器調(diào)節(jié)時，ε=0.4—0.6。例如強后向翼型離心風機，當采用軸向前導器時，其調(diào)節(jié)深度ε=0.5，用改變尾翼安裝角來進行調(diào)節(jié)時，其調(diào)節(jié)深度為ε=0.78~0.8，可見改變尾翼角度的調(diào)節(jié)方法。在調(diào)節(jié)性能上比用前導器調(diào)節(jié)好。因此這種方法已為國外所采用。</p&g

86、t;<p>　　3.通風機及其設備的平均效率要高</p><p>　　通風機設備是通風機及其附加部件〔如進氣箱及擴散器等)的總稱。通風機設備全效率ηu為：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　pu為通風機設備全壓，它是單位體積的空氣經(jīng)過通風機設備時所獲得的能量。</p><p&g

87、t;　　通風機及其設備在管網(wǎng)工作時，其工況點不一定落在額定工況上：尤其是管網(wǎng)阻力改交頻繁，工況時常變化的通風機，如電站通風機。因此把通風機額定工況下的全效率，作為評定通風機經(jīng)濟性的指標是不恰當?shù)?，以平均效率做為評定通風機經(jīng)濟性的指標比較合理。</p><p>　　通風機的調(diào)節(jié)方法可以概括為平滑式及階段式兩種。在整個工作范圍內(nèi)，能夠進行連續(xù)的、平滑的調(diào)節(jié)，稱之為平滑式調(diào)節(jié)，如前導器角度能自動的調(diào)節(jié)。在整個工作范圍內(nèi)

88、，不能進行連續(xù)的、平滑的調(diào)節(jié)，稱之為階段式調(diào)節(jié)．如分檔改變前導器角度的調(diào)節(jié)。</p><p>　　平滑調(diào)節(jié)時的平均效率ηa可用下式計算：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　或 （4-4）</p><p>

89、;　　計算平均效率時，可在通風機工作范圍內(nèi)分成許多小方塊，從這些小方塊幾何中心，可查出有關(guān)數(shù)值，然后利用公式(4-5)或公式(4-6)計算去ηa。</p><p>　　階段式調(diào)節(jié)時的平均效率可用下式計算：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p>

90、<p>　　為了計算ηa,可在通風機工作范圍中，在相鄰兩壓力曲線間，選取許多平均工況點，經(jīng)過這些個均工況點，引相當于管網(wǎng)曲線的輔助拋物線，進而計算出有效功率(或用有效功率系數(shù))及軸功率Pah(或軸功率系數(shù)λ)。</p><p>　　采用階段式調(diào)節(jié)時，通風管網(wǎng)中會有多余的風量，這將增加不必要的電能消耗。</p><p>　　在上述計算中，如果通風機的無因次曲線中用的是靜壓系數(shù)ψat

91、時，則所計算出的是平均靜效率Pah；用的是設備壓力系數(shù)ψu時，則所計算出的是設備平均效率ηm。</p><p>　　從上述可知，要想提高通風機及其設備的經(jīng)濟性，必須提高通風機的平均效率及設備平均效率。而這些效率的提高，又與通風機及其設備效率高、效率曲線平坦及調(diào)節(jié)方法優(yōu)良等有直接關(guān)系。例如某通風機的最大設備效率ηamax=0.77，平滑調(diào)節(jié)時的平均效率ηau＝0.704，階段式調(diào)節(jié)時．則ηm＝0.63?？梢?，優(yōu)良的

92、調(diào)節(jié)方法對設計通風機的重要性。</p><p>　　4．機器尺寸要小、重量要輕</p><p>　　一般說來，機器尺寸小，可以減少機器重量、節(jié)省材料、降低成本以及運輸方便、起動容易等。</p><p><b>　　5.噪聲要低</b></p><p>　　噪聲是一種公害，它會影響人們的休息和健康，以至降低勞動生產(chǎn)率。我國

93、曾提出工業(yè)噪聲標準的建議：為使長期工作在噪聲環(huán)境中的95％以上的工人，不會因噪聲引起心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病，對于新建企業(yè)及車間的噪聲標淮不得超過85dB(A)。隨著環(huán)境不同，噪聲的容許標準值也有所不同，如會議室及辦公室為35dB(A)，體育館為45dB(A)，車間大致為45~75dB(A)。因此，設計通風機時，應對噪聲有所限制。</p><p>　　6.通風機運轉(zhuǎn)可靠性要高</p><p&g

94、t;　　有些通風機長年運轉(zhuǎn)，特別要求運轉(zhuǎn)可靠。因此，回轉(zhuǎn)部件要有足夠的強度；通風機轉(zhuǎn)速應遠離轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速；軸承的選擇要合理；潤滑系統(tǒng)要可靠等。</p><p>　　此外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工藝性好、調(diào)節(jié)力方便。對于某些特殊用途的通風機，則要求材料耐磨、結(jié)構(gòu)防爆、表面耐腐等。</p><p>　　在進行通風機設計時，對于設計任務要作具體分析，哪些要求是主要的，哪些要求是次要的。對于主

95、要的要求應優(yōu)先得到滿足。例如對于電站送風機，運轉(zhuǎn)效率高、調(diào)節(jié)性能好及運轉(zhuǎn)可靠就成了主要問題，而結(jié)構(gòu)復雜些，尺寸稍大些就是次要問題了。</p><p>　　對于無因次數(shù)的選擇應注意以下幾點：</p><p>　　(1)為保證有最高的效率，應選擇一個適當?shù)摩抑祦碓O計；</p><p>　　(2)選擇最大的ψ值和低的圓周速度，以保證最低的噪聲；</p>&l

96、t;p>　　(3)選擇最大的ψ值，以保證最小的磨損；</p><p>　　(4)大流量時選擇最大的φ值。</p><p>　　4．3 轉(zhuǎn)子部件的確定</p><p>　　4. 3.1 葉輪尺寸的確定</p><p>　　圖3．1所示為葉輪的主要參數(shù)，用下列符號表示：D2為葉輪外徑；D0為葉輪進口直D1為葉片進口直徑：b2為出口寬度；

97、b1為進口寬度；β2A為葉片出口安裝角；β1A為葉片進口安裝角；z為葉片數(shù)；為葉片前盤傾角。</p><p>　　圖4.4 葉輪的主要參數(shù)</p><p>　　4. 3.2 葉片形狀的確定</p><p>　　離心式通風機的主要參數(shù)D2，D1，β1A，β2A，b1，b2及z已知后，就可以繪制葉片的形狀，葉片的形狀有很多選擇。</p><p&g

98、t;　　平直葉片是最簡單的葉片型式，如圖4.5所示，由正弦定理，得 （4-7）</p><p>　　上式表明：D1，D2，β1A，β2A之間滿足式(4-7)，不能同時任意選擇。</p><p>　　圖4.7 平直葉片的幾何關(guān)系</p><p>　　根據(jù)我們同組同學張勝的設計結(jié)果，列表如下：</p><p>

99、　　表中各符號的含義如下：(最近的顏色相同者為同一葉輪)</p><p>　　D2——葉輪直徑、 b2——葉輪出口寬度、 b1——葉輪進口寬度</p><p>　　D1m——葉片進口平均直徑、 D1min——盤側(cè)葉片進口直徑、 D1max——蓋測葉片進口直徑、D0——葉輪進口直徑、 b3——擴壓器寬度、 b5——回流器寬度</p><p>　　50~400m3/mi

100、n鼓風機設計方案簡表</p><p>　　4. 4 進氣裝置</p><p>　　4. 4.1無葉擴壓器</p><p>　　某些通風機葉輪出口，氣流速度相當大，尤其是前向葉片。高速氣流從葉輪出口流入機殼時，由于流道截面積的突然擴大，將產(chǎn)生較大的突然擴大損失。同時，在蝸殼中又不能充分地把動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，致使通風機的動壓比較大。為了減少突然擴大損失和提高通風機的靜

101、壓及其效率，在某些通風機葉片出口設有無葉擴壓器。</p><p>　　在通風機中，所應用的無葉擴壓器有靜止無葉擴壓器(簡稱靜止擴壓器)和回轉(zhuǎn)無葉擴壓器(簡稱回轉(zhuǎn)擴壓器)兩種。</p><p>　　靜止擴壓器是安裝在葉輪外面，固定于機殼上，環(huán)狀流通彼此平行。從葉輪出來的高速氣流，經(jīng)過靜止的截面逐漸擴大的擴壓器，把部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，從而提高了通風機的靜壓及靜壓效率。</p>

102、<p>　　理想流體在無葉擴壓器中的流動，從動量矩不變原理可得，流體質(zhì)點軌跡為一對數(shù)螺旋線。靜止擴壓器的寬度b、內(nèi)徑D3及外徑D4等尺寸對性能有影響，可按下列原則確定：</p><p>　　1)在制造工藝許可的條件下．葉輪出口邊緣與無葉擴壓器間的徑向間隙盡可能小些。一般D3＝1.005D2。</p><p>　　2)在無葉擴壓器入口有氣流的分離。為了使氣流能充滿整個無葉擴壓器寬度

103、，D4／D2≥1.5。</p><p>　　3)無葉擴壓器寬度b=(1.02~1.05)b1 。</p><p>　　對于某些通風機，在蝸殼上靜止擴壓器，以便把部分動壓轉(zhuǎn)交為靜壓。但是，效果不是很好。為了達到與靜止擴壓器相同的目的，有時在離心通風機中，應用了回轉(zhuǎn)無葉擴壓器。這種無葉擴壓器在我國和國外的一些通風機中，都得到了應用。由于這種擴壓器隨同葉輪一起回轉(zhuǎn)，通常稱之為回轉(zhuǎn)擴壓器。<

104、/p><p>　　由以上計算結(jié)果得到，靜止擴壓器的寬度b=50 ;內(nèi)徑D3=1270; 外徑D4 =1270; 擴壓器頂部間隙J=60 ，繪制cad圖紙。</p><p>　　4 . 4.2 進氣室</p><p>　　進氣寶一般用于大型離心通風機上。倘若通風機進口之前需接彎管，氣流要轉(zhuǎn)彎，這會使葉輪進口截面上的氣流更不均勺，因此在進口可增設進氣室。進氣室裝設的好壞會

105、影響通風機的性能。例如：</p><p>　　(1)進氣室最好做成收斂形式的，如圖3.3所示，(a)為一般進氣室結(jié)構(gòu)，(b)為較好的進氣室結(jié)構(gòu)。并且具尾端部分應直接布置在進氣口附近，一般要求進氣室底端與進氣口對齊，否則會在底端截面之后造成渦流區(qū)。</p><p>　　圖4.8 離心通風機的進氣室形狀</p><p>　　(2)一般推薦進氣室的面積Fi與葉輪進口截面F

106、0之比為</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　進氣室橫截面積Fi一般為矩形，其長寬比 為最好。</p><p>　　(3)進氣口和出氣口的相對位置對通風機的性能也有影響。若以α表示兩者之間的相對位置，如圖3.4所示，試驗表明：α＝90。時其性能為最好，α＝180。時性能最差。</p><p

107、>　　圖4.9 離心通風機的進氣室相對位置選擇</p><p>　　4. 4.3 進氣口(或集流器)</p><p>　　進氣口有不同的型式，如圖4.10所示。</p><p>　　一般錐形比筒形的好，弧形比錐形的好，組合型的比非組合型的好。例如錐弧形進氣口的渦流區(qū)最小。此外還應注意葉輪入口的間隙型式，套口間隙比對口間隙型式好。</p>&l

108、t;p>　　圖4.10 離心通風機不同型式的進氣口</p><p>　　4. 4.4 進口導流器</p><p>　　若需要擴大通風機的使用范圍和提高調(diào)節(jié)性能，可在進氣口或進氣室流道裝設進口導流器，它分為軸向、徑向兩種，如圖4.11所示。</p><p>　　導流葉片可采用平板形、弧形和機翼形。導流葉片的數(shù)目一般取z＝8~12。</p>&l

109、t;p>　　圖4.11 CG150離心通風機的進口導流器</p><p><b>　　4．5 蝸殼設計</b></p><p><b>　　4.5.1 概述</b></p><p>　　蝸殼的作用是將離開葉輪的氣體集中、導流，并將氣體的部分動能擴壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。</p><p>　　目前離心

110、通風機普遍采用矩形蝸殼，其優(yōu)點是工藝簡單，適于焊接。離心通風機蝸殼寬度B比其葉輪寬度b2大得多，則氣流流出葉輪后的流道突然擴大，流速驟然變化。如圖4.12所示，C′2為葉輪出口后的氣流速度，α′2為其氣流角(分量為C′2u和C′2m)，蝸殼內(nèi)一點的流速為C，分量為Cu和Cm，α為氣流角，半徑為R。</p><p>　　蝸殼的設計在于確定蝸殼的寬度B及其內(nèi)壁型線。</p><p>　　圖4.

111、12 氣體在離心通風機葉輪出口后進入蝸殼的流動</p><p>　　4. 5.2 基本假設</p><p>　　(1)蝸殼各不同截面上所流過的流量Qφ與該截面和蝸殼起始截面之間所形成的夾角φ成正比，即</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　?。?-10）</b>

112、</p><p>　　(2) 由于氣流進入蝸殼以后不再獲得能量，當不計及壁面摩擦對氣流的作用時，氣體的動量矩保持不變。</p><p>　　4. 5.3 蝸殼內(nèi)壁型線</p><p>　　根據(jù)上述假設，若蝸殼為矩形截面，即其寬度B保持不變，則蝸殼在角度φ截面上的</p><p>　　流量為

113、 （4-11）</p><p><b>　　（4-12）</b></p><p>　　上式表明蝸殼的內(nèi)壁型線為—對數(shù)螺旋線，對于每一個角度φ，可計算一個相應的半徑Rφ，然后可連成蝸殼內(nèi)壁型線，如圖4.13所示。</p><p>　　圖4.13 離心通風機蝸殼內(nèi)壁型線</p><p>　　可以用近似作圖法得

114、到蝸殼內(nèi)壁型線。實際上，蝸殼的尺寸與蝸殼的張開度A的大小有關(guān)，如圖4.13所示，有</p><p><b>　　(4-13)</b></p><p>　　將Rφ按冪函數(shù)展開，得</p><p><b>　　（4-14）</b></p><p>　　其中