离心式通风机设计
一般用途离心通风机 技术条件
一般用途离心通风机技术条件
一般用途离心式通风机是一种通过叶轮把空气送出的设备，它用在家庭用户和商业用户的空气循环系统中，以实现舒适，清洁的空气循环，而且它的消耗低，可以帮助人们省电，减少空气污染。
一般用途离心通风机的结构是由叶轮、电机以及机壳构成的，叶轮通过叶片接口来提高空气能量，而电机则提供驱动力。
此外，它还可以安装有不同大小的过滤器，以滤除空气中悬浮在空气中的颗粒、灰尘和其他有害物质，有效地清洁空气。
许多离心通风机还可配备空气加湿装置，使室内空气湿度控制在一定的范围内，实现清新的空气释放。
一般用途离心通风机一般采用绝缘材料制造，以保证其耐用性和耐磨性，并可以承受额定电压范围内的电流，在供电时尽量低调，减少其耗电，以提高它的节能效果。
一般用途离心通风机由于具有高效率，低能耗等优点，广泛应用在家庭及商业用户的空气循环系统中，可以满足其清新空气的需要，从而使空气变得更清洁，而且有助于减少能耗，减少空气污染。
4-72型离心通风机毕业设计
毕业设计（论文）题目通用No7C/4-72型离心通风机设计学院名称机械工程学院指导教师李启成职称教授班级热能与动力工程1201班学号20124140136学生姓名仲启鑫2016年 6月4日通用No7C/4-72型离心通风机设计摘要: 4-72型离心通风机具有通风效果好、适用性强、噪音低、维护方便等优点。
本次设计根据通风机设计的理论基础，对离心通风机的主要参数进行研究和分析，设计一台用于工厂及大型建筑物室内通风换气的4-72型离心通风机。
本文完成了4-72型离心通风机的叶轮、轴盘、轴、带轮、蜗壳等重要零部件的设计，重点是离心通风机叶轮的设计计算和轴的设计计算。
并进行叶轮、轴、键的强度校核和轴承寿命的校核等。
本设计严格执行最新国家标准及行业标准，参照在现有应用的离心通风机的基础上，完成通用No7C/4-72型离心通风机的设计。
离心通风机广泛应用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却。
关键词：离心通风机；叶轮；蜗壳；强度校核Universal No7C/4-72 Type Centrifugal FanAbstract: 4-72 type centrifugal fan ventilation effect is good, strong applicability, low noise, easy maintenance, etc. This design based on the extension design basis, on the basis of the main parameters according to the centrifugal fan, study and analysis, and design a used in factories and large buildings indoor and ventilated take a breath of 4-72 type centrifugal fan. This paper completed the 4-72 type centrifugal fan impeller, shaft, shaft, belt wheel, the design of the volute and other important components, the focus is on the calculation in the design of centrifugal fan impeller and shaft design and calculation. As well as impeller, shaft, key checking respectively and the checking of bearing life. This design strictly carry out the latest national standards and industry standards, with reference to the existing in the practical application of processing of centrifugal fan design drawings, complete the design of centrifugal fan.Design of universal No7C/4-72 type centrifugal fan. Centrifugal fans are widely used in factories, mines, tunnels, cooling towers, vehicles, ships and buildings of ventilation, dust and cooling.Keywords：Centrifugal fan；Impeller；V olute；Strength check目录中文摘要 (i)英文摘要 (ii)1 绪论................................................. ..11.1离心通风机概述........................................... ..11.2通风机分类 ............................................... ..11.3通用4-72型离心通风机 ................................... ..42 4-72型离心通风机的结构形式.......................... (5)2.1离心通风机的结构形式....................................... .52.2离心通风机的主要零部件..................................... .83 离心通风机的特性参数 (11)3.1通风机的流量 (11)3.2通风机的压强 (11)3.3通风机的转速 (11)3.4通风机的轴功率 (12)3.5通风机的效率 (12)4 4-72型离心通风机主要零部件设计计算 (13)4.1离心通风机的设计要求 (13)4.2离心通风机设计主要参数 (13)4.3叶轮的设计计算 (14)4.4蜗壳的设计计算 (23)4.5电动机的选择 (25)4.6V带轮设计计算 (26)4.7轴的设计计算 (29)4.8轴承选型 (30)5 通用NO7C/4-72型离心通风机主要零件的强度校核 (32)5.1叶轮的强度校核 (32)5.2轴的强度校核 (35)5.3键的强度校核 (37)5.4轴承寿命的校核 (37)6 通风机的安装和维护 (38)6.1通风机安装方法 (38)6.2通风机的维护 (38)结论 (40)参考文献 (41)谢辞 (42)附录 (43)1英文原文 (43)2中文翻译 (53)1 绪论1.1 离心通风机概述风机顾名思义是抽风或送风的机械设备。
离心通风机的构造和工作原理
第二章 通 风机
第 三 节 离心式通风机的选择
第三节 离心式通风机的选择
有的风机样本中风机中不列出特性曲线，而只列出选择风机的数 字表格，性能表中每一种转速按流量、风压等分为八个性能点。
转速 4000
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
全压
320 310 305 290 285 250 215 190
风量
4250 4820 5275 5870 6300 6800 7300 7760
Ny 100%
N
通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。
后向叶片风机的效率一般在0.8~~0.9之间，前向叶片风机的效率在 0.6~~0.65之间。
同一台风机在一定的转速下，当风量和风压改变时，其效率也随之改 变，但其中必有一个最高效率点，最高效率时的风量和风压称为最佳工况。
通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最 佳式况时的风量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90 %。
基 本 位 置
0 °
45 °
90 °
13
5 °
18
0 °
225 °
270 °
315 °
10 15 19
补 充2.2.1°35.36°0
离5 心0风5机的240支28承5 与330传动方式
°°° ° ° °
位风机30的75支1承2 包16 括21机25轴5 、300轴34承5 和机座。我国离
离心式通风机蜗壳线型设计方法
离心式通风机蜗壳线型设计方法Centrifugal fans are widely used in various industries for ventilation and air circulation. The design of the scroll line in a centrifugal fan is crucial to its performance and efficiency.离心式通风机广泛应用于各种行业，用于通风和空气循环。
在离心风机中，蜗壳线的设计对其性能和效率至关重要。
The scroll line of a centrifugal fan plays a key role in guiding the airflow and increasing the pressure of the air passing through the fan. It essentially determines the fan's ability to move air efficiently and effectively.离心风机的蜗壳线在引导空气流动和增压方面起着关键作用。
它实质上决定了风机有效高效地移动空气的能力。
When designing the scroll line of a centrifugal fan, engineers must consider various factors such as the fan's operating conditions, airflow requirements, and desired performance outcomes. Each ofthese factors will influence the shape and dimensions of the scroll line.在设计离心风机的蜗壳线时，工程师必须考虑各种因素，如风机的运行条件、空气流量要求和期望的性能结果。
离心式通风机设计
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)考虑到轮毂直径引起面积减少，则有：(3-1b)其中在加速20%时，即,(3-1c)图3-2 加速20%的叶轮图图3-2是这种加速20%的叶轮图。
近年来的研究加速不一定是必需的，在某些情况下减速反而有利。
二．最佳进口直径由水力学计算可以知道，叶道中的损失与速度的平方成正比，即。
离心通风机选型及设计
离心通风机选型及设计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)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。
离心式通风机的变型设计及计算
离心式通风机的变型设计及计算
离心式通风机的变型设计及计算是离心式通风机研制过程中的重要内容，它可以更好地满足用户的需求。
一般情况下，离心式通风机的变型设计及计算主要包括以下几个方面：
一、形状和尺寸变型设计及计算
离心式通风机的形状和尺寸是根据通风机的功能和用途来确定的，它可以满足用户不同的要求。
一般情况下，它的形状和尺寸可以分为风口形状和风口尺寸、风叶形状和风叶尺寸、风道形状和风道尺寸、电机性能和安装尺寸等几个方面。
具体形状和尺寸的设计及计算要根据具体需求而定，一般通过计算机辅助设计的方法来确定。
二、性能变型设计及计算
离心式通风机的性能是指其排风能力、噪声水平、能耗水平等，它们是通风机使用中最重要的性能指标。
性能变型设计及计算要根据用户的需求，根据形状和尺寸的设计及计算，利用计算流体力学和计算机辅助设计的方法，结合实际测试数据，进行相应的变型设计及计算。
三、外形结构变型设计及计算
外形结构变型设计及计算是指将通风机的形状和尺寸、性能、外形结构等设计及计算的结果结合在一起，利
用计算机辅助设计的方法进行外形结构变型设计及计算，从而确定最终的离心式通风机结构图。
四、工艺变型设计及计算
工艺变型设计及计算是指根据外形结构、材料特性等，利用计算机辅助设计的方法，进行工艺变型设计及计算，以确定离心式通风机的不同零部件的加工工艺及工艺条件，从而满足用户的需求。
以上便是离心式通风机的变型设计及计算的全部内容，它主要包括形状和尺寸变型设计及计算、性能变型设计及计算、外形结构变型设计及计算、工艺变型设计及计算等几个方面，通过计算机辅助设计的方法，结合实际测试数据，进行相应的变型设计及计算，以满足用户的需求。
离心通风机叶轮的设计方法简述
离心通风机叶轮的设计方法简述如何设计高效、工艺简单的离心通风机一直是科研人员研究的主要问题，设计高效叶轮叶片是解决这一问题的主要途径。
叶轮是风机的核心气动部件，叶轮内部流诱导风机动的好坏直接决定着整机的性能和效率。
因此国内外学者为了了解叶轮内部的真实流动状况，改进叶轮设计以提高叶轮的性能和效率，作了大量的工作。
为了设计出高效的离心叶轮, 科研工作者们从各种角度来研究气体在叶轮内的流动规律, 寻求最佳的叶轮设计方法。
最早使用的是一元设计方法[1] ，通过大量的统计数据和一定的理论分析，获得离心通风机各个关键截面气动和结构参数的选择规律。
在一元方法使用的初期，可以简单地通过对风机各个关键截面的平均速度计算，确定离心叶轮和蜗壳的关键参数，而且一般叶片型线采用简单的单圆弧成型。
这种方法非常粗糙，设计的风机性能需要设计人员有非常丰富的经验，有时可以获得性能不错的风机，但是，大部分情况下，设计的通风机效率低下。
为了改进，研究人员对叶轮轮盖的子午面型线采用过流断面的概念进行设计[2-3] ，如此设计出来的离心叶轮的轮盖为两段或多段圆弧，这种方法设计的叶轮虽然比前一种一元设计方法效率略有提高，但是该方法设计的风机轮盖加工难度大，成本高，很难用于大型风机和非标风机的生产。
另外一个重要方面就是改进叶片设计，对于二元叶片的改进方法主要为采用等减速方法和等扩张度方法等[4] ，还有采用给定叶轮内相对速度W 沿平均流线m 分布[5] 的方法。
等减速方法从损失的角度考虑，气流相对速度在叶轮流道内的流动过程中以同一速率均匀变化，能减少流动损失，进而提高叶轮效率；等扩张度方法是为了避免局部地区过大的扩张角而提出的方法。
给定的叶轮内相对速度W 沿平均流线m 的分布是柜式风机通过控制相对平均流速沿流线m 的变化规律，通过简单几何关系，就可以得到叶片型线沿半径的分布。
以上方法虽然简单，但也需要比较复杂的数值计算。
随着数值计算以及电子计算机的高速发展，可以采用更加复杂的方法设计离心通风机叶片。
离心通风机变型设计新方法
步的变型设计方案：9- 18 的叶轮直径为 1.64m，
β2j＝131°，使用原有的 9- 19№16D 的叶轮前盘和
叶片模具，但 d1，b1，b2 及蜗壳，进风口尺寸均按
比例 16.4/16＝1.025 放大，叶片进口角仍和 9- 19 相同，即 β1j＝38°，叶片型线绝大部分为 9- 19№16D 的型线 ，但出口处用 β2j＝131° 的直线分别 与 9- 19№16D 的叶片型线相切。
φ，所以设计流量由风机叶轮进口几何参数决定
的，主要是 d1，β1j 和 ε 决定的，而不是由叶轮出
口面积决定的。对于后向叶轮，由式（1）可知，如
增大叶轮出口宽度 b2，可以增大设计工况下的
全压，由全压和流量的性能曲线可知，恰好增大
了设计全压下的流量 （但要注意，对于前向叶
轮，由于 tanβ2j 为负值，其影响恰好相反）；另一
收稿日期：2008－06－03 北京市 100084
的风机设计水平又无法预估性能，而变型设计 产品制成后由于数量少或尺寸大 （性能试验最 大为 10 号）或急于发货，一般不做性能试验，安 装后的现场测试就很困难，所以传统的变型设 计产品，实际性能根本无法保证。笔者长期从事 风机气动设计，特别是结合计算技术发展，将风 机整机流场数值模拟用于气动设计，提出风机 现代设计方法[3]，做了大量的风机整机流场数值 模拟工作，预估风机性能和试验对比，经过实际 考核，对于离心通风机设计工况点预估全压和 效率误差小于 3％，在风机高效区的非设计工况区 误差小于 3％～5％ [4-5]。在上述工作基础上，结合多 个风机变型设计工作实例，进行理论分析和数值 模拟，提出一种新的离心通风机变型设计方法。
0 引言
通 风 机 气 动 设 计 经 常 遇 到 这 样 的 问 题 ：用 户提出的离心通风机产品的设计风量和全压不 能 从 现 有 风 机 系 列 产 品 直 接 进 行 相 似 模 化 ，但 用户要求时间紧或产品数量不多，制造厂不值 得或来不及为此进行专门研发新产品，也不想 花费制作模具的昂贵费用，通常的解决办法就 是采用变型设计。传统的变型设计是选用现有 的接近用户要求的某一个产品型号，保持原有 的叶轮前盘和叶片型线的模具不变，只改变叶 轮直径和宽度来大致达到用户提出的风量全压 要求，这是一种非标设计，具有简单、快速、成本 低廉的特点。但是笔者从实际工作中发现，这种 传统的 变 型 设 计 [1- 2] 理 论 依 据 不 足 ，设 计 变 量 太 少，不易满足设计要求，按照行业的潜规则，采 用变型设计的使用范围是风量和全压设计偏差 均不超过 5％～10％，实际使用时往往超过，通常
1.1 离心通风机产品样本.
500
700
900
1100 1300
9-19-11 №4 A 性能曲线
1500 1700 1900
进 口 流 量 /（ m3/h）
通风机转速 2900 /（r/min）
风机进口气体密度
1.2 /（kg m3）
第 2 页，共 11 页
通风机压力 /（hPa）
5000 4000 3000
上变型风机压力(中实线) （9-19-16 №4 A）
(1) 通风机全压 = 管网总阻力 + 风机出口动压(风机出口面积等于管网出口面积时可用管网出口动压 代替)(管网阻力应包括通风机 出口与出口管网进口端过渡损失)
(2) 通风机全压 = 出口正压-进口负压 + (通风机出口动压-通风机进口动压) + 通风机出口与出口 管网进口端过渡损失(通风机出口 与管网进口平滑过渡时可取零值)
风机的比声级 dB（A）
14～26 4～19 10～24 13～23 21～38
噪声级 /
dB（A）
LdB（A） 0.0039Pa2 0.1989Pa 86
LdB（A） 0.0032Pa2 0.1909Pa 78
—
—
LdB（A） 0.0041Pa2 0.2784Pa 83
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5 2900 66 1706
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)考虑到轮毂直径引起面积减少，则有：(3-1b)其中在加速20%时，即,(3-1c)图3-2 加速20%的叶轮图图3-2是这种加速20%的叶轮图。
近年来的研究加速不一定是必需的，在某些情况下减速反而有利。
二．最佳进口直径由水力学计算可以知道，叶道中的损失与速度的平方成正比，即。
离心式通风机基础知识离心式通风机的构造
离心式通风机基础知识
离心式通风机的构造如图所示。它的主要部件是机壳、叶轮、机轴、吸 气口、排气口。此外还有轴承、底座等部件。通风机的轴通过联轴器或皮 带轮与电动机轴相连。当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。叶轮在旋 转时产生离心力将空气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳 中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中 的空气被排出后，就形成了负压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被 压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道 中不断流动。 通风机的各部件中，叶轮是最关键性的部件，特别是叶轮上叶片的形式很 多，但基本上可分为前向式、径向式和后向式三种。 这三种不同形式的叶片是以叶片出口角 β 来区分的，所谓叶片出口角就是 叶片的出口方向（出口端的切向方向）和叶轮的圆周方向（在叶片出口端 的圆周切线方向）之间的夹角。 叶轮形式 这三种叶片形式各有特点。后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离 心力作用下的运动方向，空气与叶片之间的撞击很小。因此能量损失和噪 音较小，效率较高。但后向式叶片只能使空气以较低的流速从叶轮甩出， 空气所获得的动压较低。 前向式叶片与后向式不同，它的形状与空气在离心力作用下的运动方向完 全相反，空气与叶片之间撞击剧烈。因此能量损失和噪音都较大，故效率 就低，但前向式叶片能使空气以较高的流速从叶轮中甩出，从而使空气在
风机出口处获得较大的动压。 径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。 机壳一般呈螺旋形，它的作用是吸集从叶轮中甩出的空气，并通过气流断 面的渐扩作用，将空气的动压力转化为静压。 离心式通风机所产生的压力一般小于 1500 毫米水柱。压力小于 100 毫米水 柱的称为低压风机，一般用于空气调节系统。压力小于 300 毫米水柱的称 为中压风机，一般用于通风除尘系统。压力大于 300 毫米水柱的称为高压 风机，一般用于气力输送系统。
离心风机的设计全部
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. 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）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。
离心通风机变宽度设计的研究
离心通风机变宽度设计的研究通风机是广泛应用于电站、石油、化工等行业的一种通风设备。
主要适用于通风换气、排烟除尘、物料输送等工作过程，是一种较为精密的机械设备，其安装、调试与维护的质量直接影响通风机的性能、使用寿命以及对作业场中除尘、通风的效果。
在电厂中，整个系统必须采用机械通风，而机械通风大多选择送风机和引风机配套使用的模式，因此通风机是确保锅炉正常运行的重要设备，也是电站等使用环境下不可被取代的重要通风环节。
标签：离心通风机;变宽度;设计中图分类号：TH432文献标识码：A引言目前离心通风机的变型设计中，变叶轮出口宽度主要改变风机的流量，而对风机压力的改变相对较小，这样的设计方法是最经济可行的。
就目前的研究和应用来看，为了改变风机流量，大多采用叶轮变宽度设计，其叶轮出口宽度变化量一般不大于15%。
而如果采用15%作为叶轮出口宽度变化上限，则由于变化量较小，要通过变宽度设计来覆盖全部流量系数范围，所需要的风机机型会较多，不能达到简化设计的目的，因此对离心通风机叶轮的变宽度设计进行了更深入的研究，尝试总结出当改变叶轮宽度时离心通风机的流量、压力和效率的变化规律，找出更大的叶轮出口可改变宽度的范围，以期实现用较少的风机模型通过变宽度设计覆盖整个流量系数范围。
1、离心式通风机的工作原理离心式通风机主要由调节门、机壳、进风口、传动组、联轴器等部件组成。
叶轮所带动的气流在离心力的作用下，以较高的速度被甩向叶轮边缘，并逐渐汇集在通风机的螺旋机壳中，此时由于气流的速度骤减，使其气压升高，最后经通风机机壳的扩压段排出风机外部;同时在风机的进风口处，因气流的排出形成了负压，进风口处的空气由于受到大气压力，连续不断得将气体补充到风机入口，并通过叶轮再次被甩向机壳，从而连续不断地将气体拍向外部。
离心式通风机利用大气压力的原理，其适用于流量较小、风压大、转速低的区域，但是由于其体积较大，需要预留较大的安装空间，因此离心式通风机更适合应用于电站、石油、化工等相对较为空旷的工作环境。
离心式通风机的构造和工作原理
离心式通风机的构造和工作原理第二章通风机通风机作为空气动力机械，在通风除尘与气力输送系统中，都用来输送空气和粉尘或物料。
因而，合理地选择风机，对通风除尘与气力输送的效果有着很大的影响。
通风系统常见的风机有离心式通风机和轴流式通风两种，而在通风除尘和气力输送系统中大都有采用离心式通风机，另外，随着制粉技术的发展，配粉技术的广泛应用，作为正压输送的动力来源-罗茨鼓风机也受到重视。
因此，本章重点介绍离心式通风机，同时介绍罗茨鼓风机。
2.1 离心式通风机的构造和工作原理离心式通风机的构造如图所示。
它的主要部件是机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口。
此外还有轴承、底座等部件。
通风机的轴通过联轴器或皮带轮与电动机轴相连。
当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。
叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。
当叶轮中的空气被排出后，就形成了负压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。
因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道中不断流动。
图2-1通风机的各部件中，叶轮是最关键性的部件，特别是叶轮上叶片的形式很多，但基本上可分为前向式、径向式和后向式三种。
如图所示。
图2-2这三种不同形式的叶片是以叶片出口角β来区分的，所谓叶片出口角就是叶片的出口方向（出口端的切向方向）和叶轮的圆周方向（在叶片出口端的圆周切线方向）之间的夹角（β）。
这三种叶片形式各有特点。
后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离心力作用下的运动方向，空气与叶片之间的撞击很小。
因此能量损失和噪音较小，效率较高。
但后向式叶片只能使空气以较低的流速从叶轮甩出，空气所获得的动压较低。
前向式叶片与后向式不同，它的形状与空气在离心力作用下的运动方向完全相反，空气与叶片之间撞击剧烈。
因此能量损失和噪音都较大，故效率就低，但前向式叶片能使空气以较高的流速从叶轮中甩出，从而使空气在风机出口处获得较大的静压。
多翼离心风机设计
a) 过宽叶片 b) 正常宽度叶片 过宽叶轮和正常宽度叶轮的比较
2 通常取叶片宽度 b D2 5
2.3 叶片及流道设计
• 为了制造方便，叶片一般为圆弧形； • 根据气流在叶道内速度变化的情况，叶道可分成：
a)
b)
c)
a)先减速后加速流道:δ>90°，损失大，效率低，目前少采用； b)气流速度基本不变的流道：δ≤90°，气流速度在叶道中基本不 变，相对速度保持不变。常用δ=90°； c)加速流道：流道截面积不断减小，气流不断加速，具有高效低 噪特点。
• 多翼离心风机的流量系数
4 DbC1m
式中： D ——叶片入口轮径比 D D1 / D2 b ——叶片相对宽度 b b / D1 • 为了得到较大的流量系数，应当增加 D 。所以叶轮的轮 径比比一般叶轮的大得多，通常取 D 0.8 ~ 0.95 。
2.2 叶轮宽度
• 增加叶片宽度 b 同样使风机的流量系数增加。所以多翼型 叶轮的叶片宽度 b 也比一般叶轮大。 • 但是，叶片宽度也不能过大，否则靠近前盘处将形成较大的 漩涡区或倒流，引起效率的降低。
直径比
栅距
0.8
0.85 叶片数
0.9
0.95
t 0.7 Rk t 1.0 Rk
64 44
85 60
127 89
254 178
2.5 压力系数
• 便于分析，取叶片中心角 90 ， 1 2 90 其进、出口 速度三角形如图所示：
c1 c1r u1 tan 1
1 1 A R R2 R2 [m (m ) 2 (m )3 ] 2 3 2
A R2 m
就是阿基米德螺旋线方程。 • 螺线终了截面的张开度：
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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)考虑到轮毂直径引起面积减少，则有：(3-1b )其中在加速20%时，即,(3-1c)图3-2 加速20%的叶轮图图3-2是这种加速20%的叶轮图。
近年来的研究加速不一定是必需的，在某些情况下减速反而有利。
二．最佳进口直径由水力学计算可以知道，叶道中的损失与速度的平方成正比，即。
为此选择在一定的流量和转速条件下合适的，以使为最小。
首先讨论叶片厚度的影响。
如图3-3，由于叶片有一定厚度；以及折边的存在，这样使进入风机的流速从增加至，即：图3-3 叶片厚度和进出口的阻塞系数计算用和分别表示进出口的阻塞系数：(3-2a)式中为节距，为切向叶片厚度同理那么进出口的径向速度为：当气流进入叶轮为径向流动时，,那么：(3-2b)为了使最小，也就是损失最小，应选用适当的。
当过大时，过小，但加大很多，使（3-2c）式右边第二项过大，加大。
当过小时，（3-2c）式右第二项小，第一项会过大，总之在中间值时，使最小，即考虑到进口20%加速系数，及轮毂的影响，的表达式为（3-1b）式,代入(3-2c)式为：(3-3c)对式(3-3)求极小值，得出的优化值为：(3-4a)出口直径不用上述类似的优化方法，只要选用合适的即可:(3-4b)即：(3-4c)也可以根据，求出(3-4d)三．进口叶片角1.径向进口时的优化值同一样，根据为最小值时，优化计算进口叶片角。
当气流为径向进口时，,且均布，那么从进口速度三角形（令进口无冲击=）代入值后得出值，最后得出：(3-5)求极值，即(3-6a)这就是只考虑径向进口时的优化值。
把（3-6a）式代入(3-4a)至(3-4d)式：(3-6b)进而当时：(3-6c)或者：(3-6d)2.当叶轮进口转弯处气流分布不均匀时的优化值。
图3-4，叶片进口处速度分布不均匀，在前盘处速度大小为和，比该面上的平均值要大，设那么此外：当时：(3-7a)进而采用近似公式:其中为叶轮前盘叶片进口处的曲率半径。
计算出来的角比小一些。
如下表所示：: 0.2 0.4 1.0 2.0 3.0 4.0: 0.952 0.88 0.74 0.58 0.472 0.424:那么(3-7b)式中为的平均值。
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：由图3-5进口速度三角形可以得出：求极值后：(2-8a)可以看出当气流偏向叶轮旋转方向时（正预旋），将增大，同时得到：4.叶轮的型式不同时有所区别一般推荐叶片进口角稍有一个较小的冲角。
后向叶轮中叶道的摩擦等损失较小，此时的选择使叶轮进口冲击损失为最小。
冲角一般后向叶轮：对于前向叶轮，由于叶道内的分离损失较大，过小的进口安装角导片弯曲度过大，分离损失增加。
较大的安装角虽然使进口冲击损失加大，但是流道内的损失降低，两者比较，效率反而增高。
一般前向叶轮：当时，甚至。
四．叶轮前后盘的圆角和叶片进口边斜切设计中，在可能情况下尽量加大叶轮前后盘的圆角半径r和R（图3-1）。
叶片进口边斜切是指前盘处叶片进口直径大于后盘处的直径，以适应转弯处气流不均匀现象。
如果叶片进口与轴平行，如图3-6(a)所示，在进口边各点是相同的。
但该处气流速度不均匀，而周速相同。
故气流角不同，这样就无法使叶片前缘各点的气流毫无冲击地进入叶轮。
为此将叶片进口边斜切（见图3-6(b)）,靠近前盘处的大，且其亦大，而靠近后盘小，且亦小。
使气流良好地进入叶道。
前向叶轮，进口气流角是根据叶片弯曲程度来考虑的，故不做成斜切。
图3-6叶轮前后盘的圆角和叶片进口边斜切五．叶片数Z的选择叶片数太少，一般流道扩散角过大，容易引起气流边界层分离，效率降低。
叶片增加，能减少出口气流偏斜程度，提高压力。
但过多的叶片会增加沿程摩阻损失和叶道进口的阻塞，也会使效率下降。
根据试验，叶片间流道长度l为流道出口宽度a的2倍，且l为,由几何关系：那么(3-9)出口角大的叶轮，其叶道长度较短就容易引起当量扩张角过大，应采用较多叶片。
出口角小时，叶道较长，应采用较少叶片。
同时较小时，Z也少一些为好，以免进口叶片过于稠密。
对于后向叶轮：当Z=8~12个时，采用机翼型及弧型叶片，当Z=12~16时，应采用直线型叶片。
对于前向叶轮，Z=12~16.六．叶片进出口宽度1. 后向叶轮一般采用锥形圆弧型前盘，对于一定流量叶轮，过小则出口速度过大，叶轮后的损失增大，而过大，扩压过大，导致边界层分离，所以的大小要慎重决定。
由于(3-10a)上式表明，在一定的时，值与成正比，对于一定的叶轮过大，出口速度大，叶轮后损失增大，反之过小，扩压度过大。
试验证明，不同的，值不同，即(3-10b)然后，利用(3-10a)式可计算出。
后向叶轮的进口处宽度，一般可近似计算：(3-10c)2.前向叶轮进口处参数影响很大。
其叶片入口处宽度应比公式计算出的大一些。
例如当前向叶轮采用平直前盘时：，若采用锥形前盘，必须正确选用前盘倾斜角，即0.3~0.4 0.45~0.55 >0.5根据值及，可决定。
图3-7 前盘形状叶片形状的确定离心式通风机主要参数及Z已知后，就可以绘制叶片的形状，叶片的形状有很多选择。
一．平直叶片平直叶片是最简单的叶片型式，根据图3-8，由正弦定理：(3-11)上式表明,和之间满足(3-11)式，不能同时任意选择。
例如：: 0.3 0.5 0.7(当时):图3-8平直叶片二． 圆弧型叶片圆弧型叶片分单圆弧和多圆弧，一般多采用单圆弧。
在设计中，一般先求出,Z 等，根据已知条件确定叶片圆弧半径的大小，和该圆弧的中心位置P ，以及圆弧所在半径。
图3-9a后向圆弧叶片图3-9 b前向圆弧叶片图3-9 c 径向叶片1.后向叶片圆弧如图3-9a所示，已知在和中，P0为公共边：由余弦公式：(3-12a)( 3-12b)叶片长度l：2.前向叶轮圆弧叶片(3-13a)(3-13b)3.径向叶片见图3-9c(3-14a)(3-14b)三.叶片流道的决定对于直叶片和圆弧叶片，其进口不能很准确地成型，所以在某些情况下会产生过高的前缘叶片压力，从而导致了气流的分离。
最好在进口有一段无功叶片，或用近似的圆弧表示。
这种无功近似圆弧如图3-10所示：从1点引出的无功圆弧的半径r等于从该点引出的对数曲线的曲率半径。
图解时，连接01两点，做角，过0点做的垂线，交于角的另一边为A点，以为半径做圆弧，弧段为无功叶片，e点的以后用抛物线，或者曲线板延长，而且保证出口角为即可。
流道画出以后，检查过流断面，过流断面变化曲线的斜率不能大于，否则的话，扩散度过在，造成较大的边界层损失，甚至分离。
一般叶片较少时，用圆弧叶片还是合理的。
图3-10无功叶片及过流断面检查图3-11无功叶片的形状以下用解析法做几种情况的无功叶片：无功叶片就是环量不变的叶片，即保持常数（或保持常数）的叶片，用下标”0”表示进口，则：由于(3-15)上式为无功叶片的方程.（1）情况，这时前盘为双曲线，即(3-16a)积分后：(3-16b)如果进口无预旋：(3-16c)(3-16d)（2）(3-17a)当时(3-17b)图3-12 叶片基元四.叶片造型的解析法和图解法1.减速叶片间流道由于风机叶轮中的流动为逆压梯度，易造成边界层的脱流，而造成过大的边缘失。
如果使相对流速w的减少呈线性关系，那么在叶轮中就不会造成过大的逆压梯度。
图3-12中的一个叶片基元，分解成（径向）和（周向）两个分量：(3-18a)这就可以利用w代替进行叶片绘形。
如果采用等减速流道，即(3-18b)可以看出对于等减速流道，w的分布曲线是一条抛物线，其中有几种情况可以得到解析解。
a.等径向速度流道当轴面流道的关系为br=常数时，=常数。
把(3-18a)式代入(3-18b)式：为常数，积分而得到速度分布为：(3-19)此时w沿半径是线性分布的。
b.=常数的等角螺线叶片：(3-20)c.=常数同时=常数，w也必为常数。
见图3-13所示。
同时：那么压力系数：(3-21)只与几何尺寸，即有关。
d.等宽度叶道，b=常数由于：常数那么:(3-21)图3-132.等减速叶片的图解法。
在一般情况，由式(3-18b)得到：积分后:(3-22)积分常数为：那么已知w和，就可以求出，进而利用：可利用图解法绘型叶片。
例如：令,,代入方程中：得到若令=常数：(3-23)当及已知时，可以求出和w，进而求出，即可进行叶片绘型。
即先用数值方法计算出，然后图解绘图。
例如：时可列表计算：r b br5.5 2.45 13.5 0.223 5.84 336.5 2.06 13.4 0.221 5.79 33.27.5 1.7 12.75 0.212 5.55 34.98.5 1.33 11.30 0.1868 4.48 39.39.5 0.98 9.6 0.1585 4.15 46.3绘型步骤如下：把半径分成n分，求出各段中点的w和值，并列入表内，就可以求出各段中点的值，根据，在图上量取和，从进口画起，就可以得出叶片形状如图3-14所示。
以上风机叶片的设计是按的线性分布设计叶片，同样可以按叶片角的分布进行叶片角的绘型，在水轮机中还可以按给定的分布进行叶片绘型。