离心风机蜗壳型线设计方法探讨
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ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｆ ａ ｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ｃｅ ｎ ｔ ｉｆ ｒ ｕｇ ａ ｌ ｆ ａ ｎ ｓ；Ｖｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｐｅ；Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ
Ｏ 引 言
离 心风 机蜗 壳 的任务 是 将离 开 叶轮 的气 体导 向蜗 壳 出 口， 并 将气 体 的一部 分 动能 转变 为静 压 ， 同时伴 有气 体 能 量 的 损 耗 … 。如 何 能 在 满 足 离
Ｄｉ ｓ ｃ ｕｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｖｏ ｌ ｕ ｔ ｅ Ｓ ｈａ ｐ ｅ ｏ ｆ Ｃｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ａ ｌ Ｆａ ｎ
Ｓ Ｏ Ｎ Ｇ Ｂ ａ ｏ— ｊ ａ ｎ ， Ｘ Ｉ Ｅ Ｗｅ ｎ—ｘ ｉ ａ
２ ０ １ ５年 第 １期 （ 总第 ２ ０ ５期 ）
应用 能 源技术
３ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ９— ３ ２ ３ ０ ． ２ ０ １ ５ ． ０ １ ． ０ ０ ９
离心风机蜗 壳型线设计方法探讨
宋 宝军 ，谢文 霞
心风机对风量、 风压要求的同时 ， 最大限度地降低
能耗 ， 控 制 噪声 是 风 机 设计 中 蜗 壳 与 叶轮 适 配 问
题 的重 要课 题 。蜗壳 作 为离 心 风机 的关 键 部 件 ， 其结 构 是复 杂 的空 间 曲面 体 。理论 上 ， 蜗壳 型线
是 对数 螺旋 线 ； 但 由于其 型 线难 于手 工绘 制 ， 在生 产 中通 常用 简化 的模型 来 近似 。蜗 壳型 线 的绘制 不仅 直 接关 系 到 蜗 壳 内 的流 动 损 失 ， 还 对 叶 轮 的
１ 传 统设 计 方 法
在实 际工 程 中大 多采 用基 于一 元流 动假设 的
传统 设计 方 法设 计 蜗 壳 型 线
， 传 统 方 法 以风
机 的气动 性 能为 主 要 考 虑 对 象 ， 在 一 定 程 度上 需 要依 赖设 计 者 的经验 。
１ ． １ 结构 方 形 法 在 叶轮 的 中央 作 正 方形 ， 它 的边 长 ｎ＝ Ａ ／ ４ 。
ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ． Ａｄ ｖ ｉ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｃ ｕ ｒ ｖ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ
然 后分 别 以正 方 形 四个 角 的顶 点 为 中心 ， 从 Ｐ点
开始（ Ｐ点如 图 １ 所示 ） ， 依次以 Ｒ ｄ 、 Ｒ ｃ 、 Ｒ ｂ和 Ｒ ａ 为 半径 画 圆弧 ， 便 获 得所 需 的螺旋 线 ：
Ｒ ＝Ｒ２＋３ ． ５。 Ｒ６＝Ｒ２＋２ ． ５ １
气 动性 能有 反影 响 ］ 。
（ 陕 西清 水川 能 源股份 有 限公 司 ， 陕西 榆 林 ７ １ ９ ４ ０ ０ ）
摘 要： 对 传统 和新 理论 蜗 壳型 线设 计 方 法进 行 分 析 ， 总结 出各 设 计 方 法 的优 缺 点 。提 出
考 虑 曲率对 湍 流结 构 的影 响 ， 引入 流 量修 正 系数 为主 线设 计蜗 壳型 线 ， 以提 高风机 性 能 。 关键 词 ： 离心 风机 ； 蜗 壳型 线 ； 设 计 方法 中图分 类 号 ： Ｔ Ｋ １ ４ 文献 标 志码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９— ３ ２ ３ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １— ０ ０ ３ ３— ０ ４
式中 ：
｝ 。 （ １ ）
Ｒ ＝Ｒ２＋１ ． ５ 。 Ｒｄ＝Ｒ２＋０ ． ５ 。 Ｊ
用此 法 绘 制 的 型 线 与 对 数 螺 旋 线 有 一 定 差
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４—１ ０—１ ７ 修 订 日期 ：２ ０ １ ４—１ ２—１ ９
距 。通 风机 的 比转 wk.baidu.com 越高 误差 越大 。
为 了使 结构 方形 法绘 制 的蜗壳 型线 近 似为对
作者 简介 ：宋宝军 ， 男， 陕西清水川能源股份有限公司。
３ ４
应用 能源 技术
２ ０ １ ５年 第 １ 期（ 总第 ２ ０ ５期 ）
Ｒ６ ＝ Ｒ２ ＋ Ａ３ ２ — ６１
数 螺旋线 ， 对 于尺 寸较 大和 相对 较小 的蜗 壳型 线 ， 可令 ， ：２ ＇ ｒ ｒ ， 分别按下面公式 （ ２ ） 和公 式 （ ３ ） 计 算其 张 开度 。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ Ｏ ｆ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎｉ ｎ ｇ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ｌ ｆ ａ ａ ｎｓ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ
（ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｑｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ Ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｄ， Ｙ ｕ ｌ ｉ ｎ ７ １ ９ ４ ０ ０ ， Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｍａ ｋ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｍ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ｍ ａ ｊ ｏ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｔ ｏ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ
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２ ０ １ ５年 第 １期 （ 总第 ２ ０ ５期 ）
应用 能 源技术
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离心风机蜗 壳型线设计方法探讨
宋 宝军 ，谢文 霞
心风机对风量、 风压要求的同时 ， 最大限度地降低
能耗 ， 控 制 噪声 是 风 机 设计 中 蜗 壳 与 叶轮 适 配 问
题 的重 要课 题 。蜗壳 作 为离 心 风机 的关 键 部 件 ， 其结 构 是复 杂 的空 间 曲面 体 。理论 上 ， 蜗壳 型线
是 对数 螺旋 线 ； 但 由于其 型 线难 于手 工绘 制 ， 在生 产 中通 常用 简化 的模型 来 近似 。蜗 壳型 线 的绘制 不仅 直 接关 系 到 蜗 壳 内 的流 动 损 失 ， 还 对 叶 轮 的
１ 传 统设 计 方 法
在实 际工 程 中大 多采 用基 于一 元流 动假设 的
传统 设计 方 法设 计 蜗 壳 型 线
， 传 统 方 法 以风
机 的气动 性 能为 主 要 考 虑 对 象 ， 在 一 定 程 度上 需 要依 赖设 计 者 的经验 。
１ ． １ 结构 方 形 法 在 叶轮 的 中央 作 正 方形 ， 它 的边 长 ｎ＝ Ａ ／ ４ 。
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开始（ Ｐ点如 图 １ 所示 ） ， 依次以 Ｒ ｄ 、 Ｒ ｃ 、 Ｒ ｂ和 Ｒ ａ 为 半径 画 圆弧 ， 便 获 得所 需 的螺旋 线 ：
Ｒ ＝Ｒ２＋３ ． ５。 Ｒ６＝Ｒ２＋２ ． ５ １
气 动性 能有 反影 响 ］ 。
（ 陕 西清 水川 能 源股份 有 限公 司 ， 陕西 榆 林 ７ １ ９ ４ ０ ０ ）
摘 要： 对 传统 和新 理论 蜗 壳型 线设 计 方 法进 行 分 析 ， 总结 出各 设 计 方 法 的优 缺 点 。提 出
考 虑 曲率对 湍 流结 构 的影 响 ， 引入 流 量修 正 系数 为主 线设 计蜗 壳型 线 ， 以提 高风机 性 能 。 关键 词 ： 离心 风机 ； 蜗 壳型 线 ； 设 计 方法 中图分 类 号 ： Ｔ Ｋ １ ４ 文献 标 志码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９— ３ ２ ３ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １— ０ ０ ３ ３— ０ ４
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作者 简介 ：宋宝军 ， 男， 陕西清水川能源股份有限公司。
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应用 能源 技术
２ ０ １ ５年 第 １ 期（ 总第 ２ ０ ５期 ）
Ｒ６ ＝ Ｒ２ ＋ Ａ３ ２ — ６１
数 螺旋线 ， 对 于尺 寸较 大和 相对 较小 的蜗 壳型 线 ， 可令 ， ：２ ＇ ｒ ｒ ， 分别按下面公式 （ ２ ） 和公 式 （ ３ ） 计 算其 张 开度 。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ Ｏ ｆ ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎｉ ｎ ｇ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｇ ｌ ｆ ａ ａ ｎｓ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ａ ｎ ｄ
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