多翼离心风机设计
控制速度分布的多翼离心风机优化设计
控制速度分布的多翼离心风机优化设计王瑞;王灿星【摘要】对于多翼离心风机，叶轮叶道中的边界层分离、回流等都是影响风机气动性能的主要因素。
为抑制流动分离，本文运用控制平均速度分布规律的方法，通过编制FORTRAN程序对叶轮叶片进行优化设计，并进行了数值模拟计算分析。
结果表明：基于控制平均速度分布设计的多翼离心风机整体性能明显提高，工况点附近效率提高约4%。
通过分析叶轮流道内的速度场分布，可以看到风机叶轮叶道内靠近中间位置附近的边界层分离现象得到有效抑制。
% For multi-blade centrifugal fan, boundary layer separation and inverse flow are the main factors affecting aerodynamic performance. The method of controlled velocity is applied to restrain separation flow, and the impeller blade is optimized by programming FORTRAN and the numerical simulation calculation and analysis is also carried out as well. The results show that the performance of multi-blade centrifugal fan is improved and the efficiency near the operating point is increased about 4%based on the controlled mean velocity law design. Through analyzing the velocity distribution within the impeller flow field, the boundary layer separation phenomenon near intermediate position of impeller is effectively suppressed.【期刊名称】《风机技术》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】6页(P47-52)【关键词】多翼离心风机;速度控制;边界层分离【作者】王瑞;王灿星【作者单位】浙江大学流体工程研究所;浙江大学流体工程研究所【正文语种】中文【中图分类】TH4320 引言多翼离心风机具有结构紧凑、压力系数高、流量系数大和噪声低等优点，被广泛应用于许多换气装置、电子设备和空调系统等场合。
多翼离心通风机叶片翼型的研究_罗嘉陶
翼型相比, 采用叶片后缘被叶轮外径自然 切除 而形成的 CW- 1 翼型有助于在叶轮 的气流主 要流出区获得更高的 气流速度, 其翼型表 面也 更加符合气流的流线 型设计, 在前盘区域 循环 的流量较少, 因此可以获得更大的风量和全压, 更加适合 于柜式 空调中 的多翼 离心通 风机 采
心风机的一个主要流动特征, 与多翼风机的低 用。
二、风机叶片翼型 结构
计算的两种风机的基本结构和叶片形状分 别如图 1 所示, 其中( b) 图表示风机 A 所采用的 叶片, 其中弧线由 3 段圆弧组成, 叶片翼型简称 为 CW - 1 型, 翼型的截面尺寸列于表 1; ( c) 图 表示风机 B 采用的叶片, 其中弧线和( b) 相同, 叶 片翼型为 C - 4 翼 型, 翼型 截面尺 寸参 见文 献 [ 4] 。两台风机其余部位结构参数和风机气动参 数均相同, 具体如下: 转速 425 r/ m in, 叶片数 43, 进口安 装 角 55b, 出 口安 装 角 143b, 叶 轮 外 径 340mm, 叶轮内径 280m m, 直径比 0. 82, 叶轮宽 度 116mm, 蜗壳宽度 140mm, 叶轮出口相对宽度 0. 34, 气流密度 1. 18kg / m3。两种计算风机的叶 轮均无前盘。为了保证计算结果的可比性, 两种 计算风机采用相同的计算区域划分、网格类型以 及网格分布。
CW- 1 翼型可以获得更大的风量和全压。
五、结论
现气流还未到达尾部时就 已离开叶面的现象。
风机叶片采用不同的翼型会对整机性能产
图 3 给出了自定义直线 out 沿轴向方向的出口 生很大的影响。和具有尖状 后缘形状的 C - 4
气流角 B2 的分布, 可 以看出, 在 叶轮中部及后 盘部位, 采用 C- 4 翼型的风机 B 的 B2 要比采 用 CW- 1 翼型的风机 A 的 B2 高 5b左右; 但在 前盘附近, C- 4 翼型的 B2 略低于 CW- 1 翼型 的 B2, 表明叶道中边界层分离范围稍微有所增 大。前盘附近叶道中的气流分离现象是多翼离
空调用多翼离心风机参数的优化设计
空调用多翼离心风机参数的优化设计摘要：通过对空调用多翼离心风机的结构和性能参数进行相应的优化，提高了离心风机的效率，并降低离心风机的噪音，以风机的效率和噪音为优化设计的寻优目标。
风机的全压效率及噪音是叶轮入口平均直径、叶片进口安装角、叶片出口安装角、蜗壳宽度、蜗壳出口长度、叶片数及流量等几何参数的函数。
因此，可以借助于数学优化的手段，通过有限次迭代，就可以求出当综合目标函数达到最大值时有关参数的具体数值。
关键词：多翼离心风机；优化设计；ANSYS多翼离心风机[]因其体积小、噪声低、压力系数高及流量系数大的优点，被广泛使用在抽油烟机、空调等领域。
由于风机的性能直接影响空调系统的品质，于是对空调系统中风机性能优化的要求也越来越高。
在中央空调系统中人们总希望在满足低噪声的同时，空调风机能送出更大的风量。
因此，从节约能源、降低噪音污染的角度考虑，设计出高效率低噪声的风机有十分重要的意义。
用传统设计理论设计多翼离心风机时，风机叶轮进、出口角、叶片数等一些影响风机性能的结构参数在选择时有很大的不确定性[1][2]，因此设计出的产品方案不一定是最优方案，造成工程产品常常出现风量、压力达不到性能要求的情况，为此人们对多翼离心风机的结构参数进行了一些试验优化研究。
目前，风机的数学优化方面的工作仅仅局限于一些单目标优化，如加大叶片宽度，减小蜗壳相对宽度，及减小出口安装角来提高离心风机的效率。
且优化同时所选择的设计变量也是有限的几个，这对于风机这一复杂的系统来说是远远不够的。
在本文的优化设计中，主要是通过对离心式通风机结构、性能参数的优化来降低离心风机的噪音和提高离心风机的效率。
风机的效率和噪音可表示成风机的叶轮直径、叶轮入口平均直径、叶片进口安装角、叶片出口安装角、蜗壳宽度B、蜗壳出口长度C、叶片数Z及流量Q的函数[2][3]，在离心风机优化设计中选取以上八个参数作为离心风机优化设计的设计变量。
1、空调用多翼离心风机的数学优化方法在进行优化设计时，用公式描述一个实际系统的模型即确定数学模型是整个优化设计中最具有决策性的一步，因为它关系到所要求的解是否具有物理意义且现实可行。
多翼离心风机数值计算及改进设计研究
从表 1 中可以看出，采用的 3 种 k-ε 湍流模型所 得到的结果极为接近，并且与试验结果也比较吻合， 这说明了数值计算的结果是合理的，计算方法是可靠 的，同时也说明了采用这 3 种 k-ε 模型计算风机内部 流场均是可行的。从表 1 可以看出，数值计算结果比 试验测量结果偏大，产生该误差的主要原因如下：
（ 1） 建模阶段对风机的部分区域进行了简化处 理，从而使得数值计算中的摩擦损失、轮阻损失和泄 漏损失与试验测量结果相比偏小。
（ 2） 建模时忽略的一些次要结构，会带来一定 的误差。
（ 3） 由于模型的复杂性以及计算条件的限制， 选用的网格类型是非结构网格，精度有限，从而引起 一定的误差。 1. 4 流场分析
对以上 4 个流体区域的连接面，有两种处理方 法： 一种方法是将连接面定义为内边界 （ interior） ， 此时就要在几何建模阶段使这个面相邻的两个区域 共用该面； 另一种方法是将连接面定义为交界面 （ interface） ，此时在几何建模阶段，对这个面相邻的 两个区域分别定义一个面，而这两个面的几何位置 和形状是相同的，但拥有不同的名称和标记，并可采 用不同的网格类型。采用第一种方法，在计算中不 需要进行任何处理； 若采用第二种方法，则在计算中 需要通过 Fluent 中的 Define / Grid interface 来实现这 两个面的数据交换［2］。
2 结构参数对风机性能的影响 影响多翼离心风机性能的结构参数很多，如叶片
进口安装角、叶片出口安装角、叶轮宽度比、叶轮内外 径比、叶轮外径、叶片型线、叶片数、蜗壳型线、蜗舌间 距等等。笔者只在转速、叶轮内外径、叶轮宽度不变 的情况下，对叶片进口安装角、叶片出口安装角、叶片 数、叶片型线、蜗壳型线和蜗舌间距这些影响多翼离 心风机性能的结构参数进行数值模拟计算。 2. 1 叶片进口安装角的影响
离心式风机的设计与计算
离心式风机的设计与计算离心式风机的选型设计风机的设计方法有两种，一种是用基本理论换算得出设计工况点的近似值，再用模型试验加以验证。
这种方法适合于制造厂及研究单位设计新型风机时采用。
另一种方法是根据模型试验已得出的空气动力学图和无因次特性曲线，应用相似定律进行选型计。
这种方法在现场广泛被采用。
由泵与风机相似定律可知，同型式的风机在相似工况运行，尽管风机的尺寸大小不同，比转数n s 相等。
因此，它们的空气动力学图和无因次特性曲线是相同的。
应用相似定律来设计风机时，只要从制造厂或研究单位提供的各种类型风机资料中，选出与所设计风机比转数n 。
相接近的风机， 比较它们的效率以及能否适于现场制作等因系，就可以确定所设计风机的型式和尺寸。
下面概述用相似定律进行选型设计的方法和步骤： 一、设计参数的选择与计算在风机选型设计时，首先需要确定所需的风量q vv 、风压p 及转速n 。
设计风量、风压的确定可以采用理沦计算的方法，也可以用实际测量的方法。
对于现有风机的改造通常采用实测的方法。
下面分别介绍风量、风压的实测法和计算法。
1、通过实测量确定风机的风量、风压测定风机在锅炉设计负荷时的风压、管道压力损失、风量以及过剩空气系数测试方法见有关资料，这里不再重叙。
当锅炉末达到没计负荷时，需要进行如下换算： 1）、风量的换算：ααee vvp D D q q •= m 3/h 式中： vp q 一换算后风机的设计出力 m 3/h ；v q —锅炉额定负荷下的风机风量 m 3/h ；ααe—分别为锅炉额定负荷与实际负荷下的过剩空气系数之比； DD e—分别为锅炉额定负荷与实际负荷的比。
2）、风压的换算： Kvvp P q q P P ）（= m 2/N P P —换算后的风机风压。
m 2/N 。
P 额定负荷下风机风压。
m 2/N 。
K 系数(—般取1．7～2．0)。
2、通过计算确定风量、风压： (1)燃煤量B 的计算：η）（）（2321h h D h h Q D B H PHe -+-=km/h式中： D e —锅炉的额定负荷。
多翼离心风机设计--硕士论文
在职工程硕士硕士学位论文论文题目：多翼离心风机设计作者姓名胡荣伟指导教师鲁建厦教授学科专业机械工程所在学院机械工程学院提交日期 2015年5月浙江工业大学硕士学位论文多翼离心风机设计作者姓名：胡荣伟指导教师：鲁建厦教授浙江工业大学机械工程学院2015年05月Dissertation Submitted to Zhejiang University of Technologyfor the Degree of MasterDesign Of A Multi-blade Centrifugal FanCandidate: Hu RongweiAdvisor: Professor Lu JianshaCollege of Mechanical Engineering Zhejiang University ofTechnologyMay 2015浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。
除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人承担本声明的法律责任。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校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，允许论文被查阅和借阅。
本人授权浙江工业大学可以将本学位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和汇编本学位论文。
本学位论文属于1．保密□，在______年解密后适用本授权书。
2．不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日多翼离心风机设计摘要随着现代工业的飞速发展，风机产品在各行业中得到了越来越广泛的运用，包括冶金行业的氧气顶吹炼钢、国防工业的航空风洞实验、民用的吸油烟机等。
多翼离心风机设计
三、蜗壳设计方法
• 蜗壳的任务是将离开叶轮的气体导向机壳出口，并将气 体的一部分动能转变为静压； • 为了制造方便，离心通风机的蜗壳采用矩形截面。
多翼离心风机设计
内部培训参考
主讲人：王军 教授
一、多翼式通风机特点
• 应用中有时把尺寸小、低噪声作为 设计时的主要指标。 • 多翼式离心风机的主要特点是：轮 径比大、叶片数目多，相对宽度大 ，而且都是前向叶片，压力系数较 高； • 气流在扩压部分中能量转换时损失 大；叶片短而宽，且弯曲度较大， 气流在叶道中分离严重，因此效率 比较低。 • 通风机最大圆周速度较低，因此运 行时的噪声也低。
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。
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
2 Rk ( D2 D1 ) 4
z
家用空调器离心风机系统的优化设计
家用空调器离心风机系统的优化设计前言在家用窗式、柜式空调器中，制冷（热）量、能效比、噪声一直是设计者、消费者关注的三大基本指标。
作为决定以上指标的一个关键部件—离心风机系统，如何对它进行合理优化设计，对空调器的整体性能的提高有着十分重要的意义。
在设计中，我们追求较高的制冷（热）量、能效比和较低的运转噪声。
但是噪声往往和另外两个指标形成矛盾关系，要想提高制冷（热）量和能效比，在一定程度上要提高风量，提高了风量意味着噪声要有所增加。
因此通过对离心风机系统的优化设计，在满足低噪声、大风量的前提下，提高以上指标才能成为可能。
家用空调器离心风机系统一般由多翼离心风扇、蜗壳、进风风道和出风风道组成。
在本文中，我们就多翼离心风扇、蜗壳、进出风风道以及相互之间的优化设计和匹配进行了研究，并成功地应用于我公司某一型号的家用空调器的设计中。
优化设计措施根据以往设计经验，我们首先选择高效的离心风扇，通过对离心风扇参数的优化选择，确认了一款离心风扇A作为优化设计的基本模型，其主要参数如表一所示：一、增加风扇高度和蜗壳宽度根据离心风扇的工作机理，气流在进入叶轮之前，由于负压效应和预旋效应的存在，就家用空调器而言，气流一般存在2～8m/s范围内进入速度。
由于惯性的存在，气流进入叶轮肯定会沿着叶片高度方向继续运行一段距离，才进入叶道，由叶轮做功，获得一定的动能和静压能流出风扇。
因此增加风扇的高度，可以有效加长叶片的作功长度，叶片的负载得到较为均匀的分布，减少气流在叶片和后盘中的冲击和紊流损失。
据此，我们设计了风扇B，与风扇A相比，只是风扇高度增加了22mm，其他参数完全一致。
在相同的负载和输入功率的条件下，比较了相互的作功能力，结果如表二所示：后壁与风扇前后盘之间的泄漏损失，对相互之间的安装间隙作了相应的调整。
试验表明，缩短蜗壳后壁和风扇后盘的间隙，既可以降低风机系统的内泄漏，又可以有效地降低风扇运转时的紊流噪声，如果间隙大，一方面会造成泄漏损失，同时也会使从叶轮出流的气流产生突然的扩流，形成局部的紊流区，在家用空调离心风机系统该间隙通常限定在5～15mm之间。
多翼式低噪声离心风机参数
多翼式低噪声离心风机参数多翼式低噪声离心风机主要包括叶轮、进出风口、风箱、电机等部件。
叶轮是离心风机的核心部件，它的形状、数量和叶片的角度等参数直接影响风机的性能。
本文将分析多翼式低噪声离心风机的主要参数。
一、叶轮叶轮是多翼式低噪声离心风机中最为关键的部件。
其主要参数包括叶轮直径、轮毂直径、叶片数、叶片型式、叶片倾角等。
1. 叶轮直径叶轮直径是指叶轮所在的圆周直径。
叶轮直径越大，风机的静压和流量也就越大。
叶轮直径需要根据实际需求进行选择，过大会使风机的功率增加，过小则会限制风机的性能。
2. 轮毂直径轮毂直径是指叶轮中心部分的直径。
轮毂直径与叶轮直径的比值称为叶轮的伸长比（H/D）。
伸长比越大，流量和压力都会有所下降，但叶轮的稳定性和强度也会有所提高。
3. 叶片数叶片数是指叶轮上叶片的数量。
叶片数越多，离心力越大，但叶片之间的相互作用也会增加，从而影响风机的效率和噪声。
叶片数需要根据叶轮的实际使用情况进行选择。
4. 叶片型式叶片型式是指叶片的形状和截面。
叶片型式不同，对流动的影响也不同。
常见的叶片型式有矩形叶片、圆弧形叶片、前后弯曲叶片等。
5. 叶片倾角叶片倾角是指叶片与叶轮轴线之间的夹角。
叶片倾角越大，对离心力的贡献也就越大。
叶片倾角过大或过小都会影响风机的效率和噪声，因此需要根据实际需求进行选择。
二、进出风口进出风口是多翼式低噪声离心风机中的重要部件，主要有进风道、出风道、扩散器和喇叭口等。
进出风口的设计直接影响风机的流量和压力。
1. 进风道进风道是指风机吸入空气的管道。
进风道的截面形状和长度都会影响进风的流量和速度分布。
为了最大程度地减少进风道对风机流量和压力分布的影响，通常采用圆形截面或近似圆形截面的进风道。
2. 出风道出风道是指风机将空气排出的管道。
出风道的形状和长度也会对风机的性能产生影响。
通常采用扩散器或喇叭口等方式来降低出风的速度和噪声。
3. 扩散器扩散器是一种圆锥形或圆台形的装置，可以将风机出口的高速气流扩散成低速气流。
离心式风机的设计与计算
离心式风机的设计与计算离心式风机是一种常见的流体机械，广泛应用于工业和民用领域。
它通过离心力将空气或其他气体送入或排出系统，实现了空气循环和通风，具有很高的效率和可靠性。
离心式风机的设计与计算是实现其性能优化和系统匹配的关键步骤。
首先，离心式风机的设计要考虑到系统所需的风量、压力、功率等参数。
根据具体应用需求，确定所需的风量和压力值，再根据风机的特性曲线和效率曲线，选择合适的型号和尺寸。
常见的参数包括风机的叶轮直径、转速、功率、排气口位置等。
在设计中，需要进行叶轮的设计与计算。
叶轮是离心式风机的核心部件，起到气体的加速和转化能量的作用。
叶轮的设计需要考虑到叶片的数量、形状、角度、弯曲和厚度等因素，以及叶轮与机壳之间的间隙和封闭。
设计时需要进行流体力学的分析和计算，以确定最佳的叶轮参数，提高风机的效率和性能。
另外，离心式风机的设计还需要考虑到机壳的形状和结构。
机壳是保护和支撑风机的重要部分，具有阻止气体泄漏和降低振动噪音的作用。
机壳的设计需要考虑到气流的通道和分流，避免流动的二次损失和涡流产生。
机壳一般采用金属制造，具有合适的刚度和密封性能。
此外，离心式风机的设计还需要进行传热和动力学的计算。
传热计算可以确定风机的冷却性能和温升；动力学计算可以确定风机的转动惯量和所需的驱动力。
这些计算可以帮助设计者更加准确地估计风机的性能和参数，提高风机的可靠性和效能。
最后，在设计完成后，还需要进行风机的性能测试和调试。
性能测试可以验证设计的准确性和风机的实际性能，包括风量、压力、效率、功率等参数的测量。
调试可以发现和解决风机在运行过程中的问题，如振动、噪音、温升等。
总之，离心式风机的设计与计算是一个综合性的过程，需要考虑到流体力学、传热和动力学等多个方面的因素。
通过合理的设计和计算，可以实现风机的性能优化和系统的匹配，提高风机的可靠性、效率和使用寿命。
空调器柜机多翼离心风机扩压口的优化设计
ｃｅｓｓ ｒｍ １５ｎｊｈｔ １９Ｈ３ｈ ａ ｄｔｅ ｒｗ ｎ ａ ． ％． ｅ ｅｕｔ ｆ ｘ ｅｉ ｎ ｒａｅ ｏ １ ４ Ｔ １ Ｉ ，ｎ ｏ ｉｇｒｔ ｉ４ ７ ｏＴｈ ｓｌｏ ｐｒ ｆ ／ ｏ ９ ／ ｈｇ ｅｓ ｒ ｅ ｍｅ ｔ
ｉ ｉ ｌ ｈ ａ ｓ ｔ ａ ｆ ｈ ｕ ｒ ａ ｉ ｌｔ ｒ ｓｍａ ｎ ｙ ｔ ｅ ｓ ｍｅ ａ ｈ ｔｏ ｅ ｎ ｍｅ ｉ ｌ ｍｕ ａ ｉ Ｌ ｔ ｃ ｓ ｏ
的 优化 。多 翼 离 心 风 机 因其 具 有 大 的流 量 系 数 、 高 压力 系数 、 尺寸 系 数 以及 低 噪声 等 突 出优 点 ， 小
¨（ 中科 技大 学） 华
摘 要
２ ）
金 听祥
（ 东 志高 空调有 限公 司） 广
以某型号柜机为研究 对象 ， 采用 Ｃ Ｄ模 拟技术对柜机室 内机的风道系统进行三维数值模拟 ， Ｆ 通过
分析风道的气流组织情况 、 改进原机多翼离心风机扩压 口的型线 、 优化风 道内部流场达 到增大整机循 环风 量 的 目的。数值模拟结果显示 ， 改进后的风机的风量比原 机的增大 ５ １ 。根据数值模拟 结果制作手板进 ．
多翼式离心风机
多翼式离心风机多翼式离心风机的历史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风机基本相同。
1862年，英国的圭贝尔发明离心风机，其叶轮、机壳为同心圆型，机壳用鹏都鑫中压风机砖制，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风机，结构已比较完善了。
1892年法国研制成横流风机；1898年，爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心风机，并为各国所广泛采用；19世纪，轴流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风机；旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机也都获得了发展多翼式离心风机的工作原理多翼式离心风机（又称离心风机）的叶轮外覆有机械外壳，叶轮的中心为进气口。
中压离心风机工作时，动力设备运转驱动叶轮旋转，将空气从进气口吸入。
离心风机的叶片转动过程中对气体施加动力作用，提高气体的压力和速度，气体在离心力的作用下沿叶道从排气口排出。
多翼式离心风机在工作过程中，虽然叶轮的旋转对气体的压力和速度有所提升，但气体的各种变化量较小，因此在离心风机的设计和使用过程中，通常是气体当作不可压缩的流体来处理。
中压离心风机的气体处理过程都是在同一径向平面内完成的，因此中压风机也叫做径流离心风机。
多翼式离心风机的性能参数多翼式离心风机的性能参数中，较为重要的是气体流量、压力、输送的功率、效率和叶轮的转速等，这都是在选型过程中必须关注的。
中压风机的气体流量参数，代表了风机在单位时间内能处理的气体的体积，而中压离心风机的压力是指在中压离心风机工作过程中，内部的气体压力值。
多翼式离心风机的效率，是指中压离心风机的轴功率和实际处理气体的有效功率之间的比。
基于尾缘模型的多翼离心风机优化设计
展开了大量研究，Ｔａｒｅｋ等［２］通过在多翼离心风机叶轮进出口处加装紊流装置，抑制边界层过早分离，以降低风机内涡流强度及尺寸；ＸｕＣ等［３］在前弯式离心风机蜗舌附近安装开孔金属泡，用来减弱周期性叶轮 蜗舌相互作用产生的旋转噪声源强度；刘小民等［４］将仿长耳 翼型叶片和ＮＡＣＡ００１２翼型分别应用于多翼离心风机并作对比分析，通过数值模拟方法验证了仿生叶片能有效抑制叶片表面分离，减小压力脉动。
上述各种方法虽然能达到有效降噪效果，但在实际运用过程中均存在一定局限性，多数降噪装置在减小噪声的同时降低了风机性能，而仿生翼型叶片在制作加工过程中对工艺精度提出了新的要求。
考虑到实际吸入烟机内部的气体中包含着大量的油脂，随着叶轮的旋转，气体在流动过程中发生油脂分离，导致气体密度发生变化，对气体流动影响较大，因此课题组通过Ｉｓｉｇｈｔ优化平台对标准κ ε湍流模型进行相应的修正，提升计算模型的精准度。
同时，在考虑叶轮出口流动速度尾迹分布的情况下，结合其流动特征对叶片尾缘进行结构改型设计，旨在不影响风机性能的前提下有效降噪。
１ 研究对象及数值模拟方法１．１ 研究对象图１所示为课题组研究的单进气多翼离心风机结构。
风机设计转速ｎ＝１０５０ｒ／ｍｉｎ，叶轮采用多圆弧等厚叶片，风机主要结构参数如表１所示。
图１ 多翼离心风机结构Ｆｉｇｕｒｅ１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｕｌｔｉ ｂｌａｄｅｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｆａｎ表１ 多翼离心风机主要结构参数Ｔａｂｌｅ１ Ｍａｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｕｌｔｉ ｂｌａｄｅｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｆａｎ叶轮内径Ｄ１／ｍｍ叶轮外径Ｄ２／ｍｍ叶片进口安装角β１Ａ／（°）叶片出口安装角β２Ａ／（°）叶轮宽度ｂ／ｍｍ叶片厚度ｌ／ｍｍ叶片数Ｔ圆弧半径ｒ０／ｍｍ２０５２４２７８１５９９８０．４６０１５．１１．２ 三维建模及网格划分课题组通过Ｐｒｏ／Ｅ软件建立上述风机的几何模型，提取其中的流道区域。
多翼式离心风机叶轮参数
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叶轮通过高速旋转驱动产生显著的离心效应，有效地吸引和加速气流的流入，并将其高效地排放，从而达成风量的传输。
多翼离心风机CFD分析及参数优化设计
多翼离心风机CFD分析及参数优化设计张素梅;郭培红;温小萍;李同卓【摘要】利用CFD分析软件FLUENT对多翼离心风机内部三维流场进行数值模拟,数值结果与五孔探针实验数据吻合较好.在此基础上建立多翼离心式风机参数化模型,并说明不同出口截面尺寸条件下CFD分析方法的风机参数优化设计过程.【期刊名称】《风机技术》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P40-42)【关键词】多翼离心风机;CFD;数值模拟;五孔探针;参数优化设计【作者】张素梅;郭培红;温小萍;李同卓【作者单位】河南理工大学机械与动力工程学院;河南理工大学机械与动力工程学院;河南理工大学机械与动力工程学院;河南理工大学机械与动力工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH4320 引言多翼离心风机由于其压力系数高、噪音低等特点得到了广泛应用。
但由于其蜗壳非对称性及其内部流场复杂性，凭借现有实验手段很难较为准确地测试其内部的压力脉动、尾流及漩涡脱落等流动现象。
近年来，国内外众多学者致力于风机内部流场的研究，但大部分研究仅借助于数值模拟方法对风机内部流场进行解析计算，对多翼离心风机内部的叶片通道或截面数值计算结果往往缺乏实验数据进行验证，不能真实地反映风机内部流动真实特性。
CFD（Computational fluid Dynamics）分析技术以连续方程、动量方程及能量方程为基础，通过计算机数值计算和图像显示，对包含流体流动等相关物理现象进行系统分析，可模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。
本文采用CFD分析软件FLUENT对多翼离心式风机内部流场进行三维数值模拟，分析其内部流动特征，利用五孔探针实验测试数据对数值模拟结果进行验证，在此基础上建立多翼离心式通风机参数化模型，并以改变蜗壳出口截面尺寸为实例说明以CFD分析为基础的多翼离心通风机参数优化设计过程。
1 CFD分析数学模型CFD数值计算基于三维时均N-S方程、k-ε湍流双方程建立模型，壁面附近采用标准壁面函数，湍流动能、湍流耗散项、动量方程等均采用二阶迎风格式离散，压力-速度耦合采用SIMPEL算法。
机械制造及自动化专业毕业论文--一种后倾多翼风机的设计
摘要离心风机是市场上常见的一种通风机，它是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，是一种从动的流体机械。
离心风机广泛用于工厂、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，在社会各工业中具有十分重要的作用。
本文根据离心风机的发展，简单地阐述了它的研究现状；通过从离心风机的工作原理、构造和改进方式详细地介绍了其发展的状况；分析了离心风机目前存在的问题，针对这些问题，提出了其未来的发展趋势；最后对离心风机的设计进行了总结和设想，并对其发展报以美好的祝愿。
关键词：离心风机发展趋势设计AbstractCentrifugal fan is common on the market for a ventilator, it is a follower of the fluid machine.It relies on the input of mechanical energy , and can improve gas pressure to send the gas side by side mechanical. Centrifugal fans are widely used in factories, mines, tunnels, cooling towers, vehicles, ships, and building ventilation, dust exhaust and cooling; boilers and industrial furnaces, ventilation and the wind; air-conditioning equipment and household appliances, cooling and ventilation; grain drying and sending; inflatable wind tunnel wind source, hovercraft propulsion and so on. So it plays a very important role in the industrial society .The paper simply described the current status of centrifugal fan according to the development of it .The paper also introduced in detail the development of the centrifugal fan through the working principle and improvement way of it. In addition, it analyzed the problems at present of the centrifugal fan and put forward its development trend in the future to solve these problems finally , it had a summary and put forward the hypothesis of the centrifugal fan with good wishes.Key Word: C entrifugal fan, D evelopment trend, Design目录第一章绪论 (6)1.1 引言 (6)1.2 国内外离心风机的研究现状 (7)1.2.1国内离心风机研究与发展概况 (7)1.2.2国外离心风机研究与发展概况 (8)1.3离心风机存在的问题及发展趋势 (9)1.4本文研究的目的 (9)第二章离心风机的基本理论 (11)2.1 离心风机的基本结构 (11)2.1.1 离心风机的基本结构 (11)2.1.2 离心风机的工作原理 (13)2.2 离心风机的基本理论特性 (14)2.2.1 离心风机的主要特性参数 (14)2.2.2 离心风机的基本方程式 (15)2.2.3 离心风机的理论特性曲线 (15)2.2.4 离心风机的损耗和效率 (17)第三章 H450后倾多翼离心风机的总体设计 (19)3.1离心风机设计的要求 (19)3.2 离心风机的主要组成部分设计 (20)3.2.1 叶轮设计 (20)3.2.2集风器 (21)3.2.3蜗壳设计 (21)3.2.4主轴设计 (27)3.2.5电动机的选择 (27)3.3离心风机设计时几个重要方案 (27)第四章校核计算 (29)4.1 叶轮的强度计算 (29)4.2 主轴的计算 (30)4.3主轴的转速 (32)4.4轴承的寿命 (32)第五章风机噪声的控制 (34)第六章设计总结和展望 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (39)第一章绪论1.1引言如今社会工业正在新兴发展中，对通风机的需求越来越多。
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：
多翼离心风机仿真计算注意事项
多翼离心风机仿真计算注意事项多翼离心风机是一种常见的工业设备，用于输送气体、增加气体压力或抽取气体。
在设计和使用多翼离心风机时，进行仿真计算是十分重要的。
本文将介绍一些进行多翼离心风机仿真计算时需要注意的事项。
一、模型准备在进行多翼离心风机仿真计算之前，首先需要准备好模型。
模型的建立需要精确且符合实际情况。
模型的准备包括几何形状的定义、材料属性的设定以及边界条件的确定。
确保模型的准确性和完整性对于仿真计算结果的可靠性至关重要。
二、网格划分在进行多翼离心风机仿真计算时，需要对模型进行网格划分。
网格划分的质量直接影响到计算结果的准确性和计算效率。
因此，在进行网格划分时需要注意以下几点：1. 网格尺寸的选择：需要根据模型的几何形状和计算需求选择合适的网格尺寸。
网格尺寸过大会导致计算结果的不准确，网格尺寸过小会增加计算量。
2. 网格质量的保证：确保网格的质量是进行多翼离心风机仿真计算的基础。
网格应该具有合适的形状、尺寸和比例，避免出现退化单元和倾斜单元等问题。
3. 边界层网格的设置：在多翼离心风机仿真计算中，通常需要设置边界层网格以模拟气流的边界层行为。
边界层网格的设置应该符合实际情况，并且要足够细致以获得准确的计算结果。
三、物理模型和求解器选择在进行多翼离心风机仿真计算时，需要选择合适的物理模型和求解器。
物理模型的选择应该基于实际问题和计算需求，包括流体模型、湍流模型、热传导模型等。
求解器的选择应该考虑到计算效率和准确性的平衡。
四、边界条件设置边界条件的设置是多翼离心风机仿真计算中的关键一步。
边界条件的设定应该符合实际情况，并且能够准确地反映出多翼离心风机的工作状态。
常见的边界条件包括入口条件、出口条件、旋转区域边界条件等。
五、结果分析和验证在进行多翼离心风机仿真计算后，需要对计算结果进行分析和验证。
分析计算结果可以得出多翼离心风机的性能参数和气流特性等信息。
与实际数据进行对比和验证可以评估计算结果的准确性和可靠性。