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叶轮、蜗壳和集热器是离心风机的三个主要部件。下面详细介绍了各构件及主要结构参数的研究进展。离心风机叶轮的主要结构参数有:叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶轮进口直径、离心通风机叶轮进口宽度、叶片数、叶片进出口安装角度。对于风机的整体性能,除叶轮结构参数外,叶轮叶型直接影响风机叶片通道内的流动特性,对风机的总压和效率等性能参数也有很大的影响。目前离心风机叶片型线主要有单圆弧叶片、双圆弧拼接叶片、S型叶片和等减速流型叶片。此外,学者们还研究了三维叶片技术和扭叶片。根据叶片出口安装角度的不同,叶片的安装方式有三种:前向、径向和后向。许多学者对上述叶片型线的性能进行了大量的研究,柜式离心通风机,并深入分析了不同叶片结构的优缺点。对单圆弧叶片和恒减速叶片离心风机的内部流动特性进行了实验研究。结果表明,等减速流型的叶轮不仅使叶轮通道内的压力梯度变化更为规律,而且有效地削弱了离心通风机叶轮出口的射流尾流结构,从而有效地降低了离心风机的流量损失、扩散损失和出口。与单圆弧叶片相比,有效地提高了混合损失的效率。
离心通风机蜗壳优化设计方法的研究进展横截面面积的圆周变化、横截面形状、横截面的径向位置、蜗壳入口位置、蜗舌的结构是蜗壳的五个主要几何参数。其中蜗舌的位置、角度和形状,离心通风机型号,在避免内部冲击、减少分离损失和降低噪声等方面起着重要的作用。蜗壳的各几何参数对风机内部流动的影响并不是独立的,它们之间既相互关联,又相互影响,因此,在确定这些几何参数时要进行考虑。采用数值计算与响应面法相结合的手段对蜗壳的三个主要几何参数(蜗壳出口的扩张角、叶轮的露出长度、蜗舌间隙)进行了优化,结果表明通过优化蜗舌间隙和叶轮的露出长度,不仅可以提高风机的效率,还可以降低风机的A声级噪声。按一维设计理论(等环量法)蜗壳型线应为一条对数螺旋线。通过对方程的简化处理,离心通风机按照等边基元法和不等边基元法可以快速完成蜗壳型线的绘制。离心通风机采用改进的等边基元法绘制离心风机的蜗壳型线,通过数值计算与实验研究,结果表明采用改进的等边基元法绘制蜗壳型线,不仅可以提高离心风机的效率,还可以降低风机的噪声。在蜗壳型线一维设计理论的基础上,通过考虑气体粘性因素的影响,对风机原外壳进行了改进。研究结果表明,通过考虑气体粘性,烟台离心通风机,对蜗壳型线进行改进,可以减小蜗壳内的流动损失,提高风机的效率。
离心通风机的传动方式因使用场合不同而不同,离心风机的传动方式也不同,如图1.2所示。当离心风机叶轮的转速与电机相同时,大型风机可以通过联轴器将风机叶轮与电机直接联接,称为D传动。这种传动方式的优点是可以使风机结构紧凑,减少机身。当风机是小型机器时,叶轮可直接与电机轴连接,称为A型传动。这种传动方式可以有效地减小风机的体积,使风机结构更加紧凑。当风机转速与电机转速不同时,可采用皮带轮变速传动方式。离心通风机根据具体形式可分为B、C、E、F四种,通常叶轮安装在主轴端部。这种结构叫做悬臂。其优点是易于拆卸。对于大型单吸和双吸离心风机,叶轮通常放置在两个轴承的中间。这种结构称为双支承式。其优点是风扇运转平稳。流量损失会降低离心通风机的实际压力,泄漏损失会降低风机的流量,叶轮损失和机械损失会导致风机附加功率的增加,从而降低风机的效率。流量损失气体流经离心通风机的进气室、叶轮、蜗壳和出口扩压器。由于气体通道的粘性和形状不同,在整个流动过程中存在摩擦损失和涡流损失(边界层分离、二次流、尾流损失等)。目前,在现有的离心风机损失模型中,不同部件的各种损失(如进气室损失、叶轮进口气流从轴向到径向的损失、叶轮通道损失、蜗壳损失、变工况下叶片进口冲击损失)是独立计算的。