设计离心式风机时应该考虑哪些方面

设计离心风机时,需要考虑机体的结构、体积流量、工作介质的温度和密度,有时还有一些特殊要求。所以首先要了解离心风机的总体设计要求,这样才能进行合理的设计,避免出现错误。

离心风机的设计要求是:(1)满足要求流量和压力的工作点应在高效点附近;高效率值要尽可能大,效率曲线要平缓;压力曲线的稳定工作范围应宽;该风扇结构简单,工艺性好;材料和配件选择方便;有足够的强度和刚度,工作安全可靠;运行稳定,噪音低;调节性能好,工作适应性强;风扇尺寸尽可能小,重量轻;易于操作和维护,易于拆卸和运输。

其实一般不可能同时满足以上所有要求。比如气动性能和结构(强度、工艺)之间往往存在矛盾。解决矛盾的办法是抓住主要矛盾,协调矛盾,这就要求设计师选择合理的设计方案。离心风机的不同用途有不同的要求。比如公共建筑使用的离心风机一般都是用来通风的,一般重要的要求是低噪音。多翼离心风机有这个特点;要求大流量的离心式风机,通常为双吸式;对于一些高压离心风机,比转速低,泄漏损失的相对比例一般较大。

设计离心式风机时要注意以下几点:

(1)叶片出口角的选择:叶片出口角是设计中首先要选择的主要几何参数之一。为了便于应用,叶片通常分为:强后弯叶片、后弯圆形叶片、后弯直叶片和后弯翼形叶片;径向出口叶片和径向直叶片。

(2)合理选择叶型:当后向叶轮在一定转速下压力系数较小时,叶轮直径较大,效率较高;对于正向叶轮,情况正好相反。

(3)蜗壳尺寸的选择:蜗壳的尺寸应尽可能小。短蜗壳可用于高比转速风机,标准蜗壳一般用于低比转速风机。有时为了减小蜗壳的尺寸,蜗壳的出口速度大于风机的出口速度,利用出口扩压器增加其静压。

(4)叶片数的选择:在离心风机中,增加叶轮的叶片数可以提高叶轮的理论压力,因为这样可以减少相对涡流的影响。但是叶片数量的增加会增加叶轮通道内的摩擦损失,从而降低风机的实际压力,增加能耗。因此,每种类型的叶轮都有大量的叶片。有时需要根据设计者的经验来确定叶片的数量。

(5)总压系数的选择:设计离心式风机时,总是提前给出实际压力。此时需要选择总压系数。

(6)离心叶轮进出口主要几何尺寸的确定:叶轮是风机传递给气体能量的唯一元件,因此其设计对风机影响很大;能否正确确定叶轮的主要结构对离心风机的性能参数起着关键作用。它包含了离心风机设计的关键技术——叶片设计。叶片设计的关键环节是如何确定叶片出口角度。

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