无蜗壳风机分析与优化设计 对某型号无蜗壳风机的三维流场进行数值模拟，使用CFD软件获得叶轮、各种优化方案叶轮的气动性能参数和流动内部详细的气动参数，提高相同静压下叶轮的流量和效率。对原型叶轮进行变工况计算，分析内部的流场结构，基于数值模拟结果，以图表形式给出了气动性能参数和流场内部的细节，详细分析了叶轮内的主要流动特性以及流道内流场的损失来源，通过对比分析得出比较理想的叶片中弧线型线，有效的削弱的流动分离，减小流动损失，在设计点附件效率提高了约7个百分点。 标签：无蜗壳风机；流场分析；叶片型线 doi：10.19311/https://www.doczj.com/doc/c76468822.html,ki.1672-3198.2017.16.090 0 前言 随着科学技术的不断发展与进步，在工程设备领域的研发中，数值的计算方法也更加科学化。在对旋转机械性能预测、内部流动数值模拟、研发改型等方面，CFD技术已被广泛采用。在国外，CFD技术也被广泛运用于工程产品的预研和设备改造，并取得了良好的经济效益。实验研究及数值模拟是探索叶轮机械内部流动规律的科学研究方法，通过运用CFD技术还可以发现在试验研究和理论分析中无法预见的新的流动现象，从而为优化设计提供理论依据。基于以上认识，可依据叶轮机械全三维流场数值计算技术，对无蜗壳风机进行优化，改进其叶轮中弧线，以提高其性能。 1 算例简介 原型直径为3.9米的左旋叶轮，叶片数为9叶，叶片厚度为3mm，配有进风口。进口接测试管道，出口直通大气。在大气压力101325Pa，温度20℃，转速3495r/min时，指定静压下达不到所需流量，并且效率过低，因此对模型进行分析，观察流场中存在流动损失的部位，进行优化。 2 网格划分 从子午面网格可以看出，计算区域可以分为进风口区、叶轮流道区以及前后延伸区三个区域。其中叶轮流道是通过NUMECA叶轮机械部分的网格生成模块AutoGrid来对网格进行整体划分的。在网格生成的过程中，根据选择的S-A湍流模型，叶轮近壁面第一层网格距离选取0.01mm，将Y+值控制在一定的低雷诺数湍流模型要求的范围之内，位于壁面附近的网格是沿壁面法向方向呈几何级数加密的，其数量是该方向网格总数的1/3左右，网络总数约为163万，而边界层外的网格分布均匀。在计算的过程中，需考虑进出口与离心叶轮的间隙以及出口等截面延伸，以防止计算域的出口截面回流，影响计算收敛性；根据离心风机的流动特点可知，一般而言后盘流动较为均匀，主要的流动问题集中在前盘，因此
三门东南特钢集团 D700-2.3/0.98离心鼓风机试车方案 一: 单机试车 1.单机试车内容 1).10KV开关柜及运行柜调试 2)。控制柜及信号柜调试 3)。仪表柜及仪表信号柜调试 4)。启动电阻器调试 5)。配风阀、进风调节阀、放风阀、调试运行，单向阀、空气过滤器检查。 6)。油站及润滑系统的调试运行 7)。冷却水系统的通水检查。
8). 2000KW电机检查测试并做好主电机单独运行各项检查工作。 9).厂房照明线路通电检查。 2：单机试车要求 1)。各部位试车应按设计要求和操作规程进行，并认真做好试车记录，严格把关，直至单车试车合格为止。 2)。原则上谁施工谁负责单机试车，生产厂岗位操作人员随岗监护 和学习，单机试车应服从试车领导小组统一安排，防止相互干 扰和造成设备人身安全事故。 3)。单机试车从日到日止。 二：主YK2000-2/990电机试运行 1 。试车前的准备工作 1)。确认主电机“应检查项目”是否符合要求，例如：轴间间隙、定转子间气隙、绝缘电阻、吸收比等。 2)。检查地脚螺栓是否拧紧，各部接线端头有无松动现象，并盘动转子不得有咔兹声。 3)。检查电机润滑系统，水冷系统运行是否良好。
2. 主电机第一次启动应在空载下进行（不与增速器和空压机连接）空载运行时间为2小时。 3. 电机在试运行中应进行下列检查并做好记录。例如：空载电流、 旋转方向、电机温度、电机振动、电机轴承温度等。 4)。主电机空载运行由施工单位，生产厂，供货方共同监护。 5）。主电机空载运行时间暂定月日。 三：联动试车 1. 试车前的准备工作 1)。操作人员与高配室联系，确认供电、控制、保护系统及 测量仪表信号回路安全可靠，动作灵敏，并取得高配室值班人员的同意。 2)。确认主电机转向符合离心风机的旋转方向要求。 3)。对主电机整体进行检查，电机引出线连接应牢固，电机定、转子回路绝缘符合要求。 4)。检查所有螺栓是否拧紧，并确认一切。 5)。检查润滑系统、油脂性能，油量是否充足，油温应在25-35度，否则，应启动电加热器。
0 引言 蜗壳的作用是将离开叶轮的气体导向蜗壳出口，并将部分动压转变为静压。蜗壳的结构是复杂的空间曲面体，理论上，蜗壳的型线是螺旋线，但是由于螺旋线结构较复杂，难于手工绘制。因此，在生产中通常用简化的模型来近似。由于蜗壳是离心通风机的关键部件，蜗壳型线的绘制不仅直接关系到蜗壳内的流动损失，还对叶轮的气动性能有很大影响，它直接影响风机的效率及输出流量、压力等性能参数，当工况变化时，需要重新计算并设计 , 使得产品设计周期延长。本文应用三维建模工具CATIA，对蜗壳型线进行精确参数化建模，实现蜗壳的快速设计。 1 蜗壳的型线及结构参数 1. 1 蜗壳的对数螺线型线及结构 蜗壳的型线见图1。图中R为蜗壳处半径，R 2 为叶道出口半径。对于每一个角度φ值都可以得到一个R值，把各点连接起来就是蜗壳的型线。其中：截面a-a 称为终了截面，A称为终了截面的张开度。蜗壳的尺寸与张开度A有关，任意角度φ处的张开度Aφ为
理论上，为了便于分析和计算，假定气流在蜗壳中为定常流动，忽略气体的粘性,气体沿着整个叶轮出口均匀地流出[1]。 图2表示在蜗壳型线起始段气体在蜗壳内的流动。图中：R2为叶轮半径（即叶道出口半径），c为距离轮心R处的气流速度，a为气流角，c u、c m分别为R处的周向速度和径向速度。c′2为叶道出口速度，c′2u、c′2m、a′2分别为叶道出口后的周向速度、径向速度及气流角(叶道出口后速度——刚出口时气流未充满截面，很快即互相混合，混合后的速度也即蜗壳的进口速度)。 蜗壳整个截面充满有效气流，由于忽略空气黏性，蜗壳内的流动满足动量守恒定律，当蜗壳宽度B为常数时，得任意截面处R与φ的函数关系式[1]为
通风机安全检测检验方案 山西公信安全技术有限公司 二〇一八年六月二十一日
通风机安全检测检验方案 为搞好通风管理、确保通风机装置安全、经济运行提供科学的依据，依据《煤矿在用主通风机系统安全检测检验规范》AQ1011-2005的规定要求，山西公信安全技术有限公司受炭窑坪煤业有限公司委托对该矿主通风机不同角度（+2.5，-2.5，0,+5，-5）进行安全检测检验。经现场查看和矿方对检测检验的要求，制订本方案。 一、确定通风网络的组成 本次通风机安全检测检验是在由防爆门、回风井、风硐、通风机、扩散器等部分组成可供调节的通风网络。 二、检测项目及测点布置 1.风压 利用风机现有静压测孔，接上矿井通风参数测定仪，直接测定各调节点的相对静压值。 位置：风机集流器处 形状：圆形 2.风量测定 在扩散器风流出口处安装智能测试风杯，测量风速。 3.电气参数 在主通风机电控柜的二次测线路中接入电动机经济运行测试仪，测取电动机的输入功率、电压、电流、功率因数等电气参数。 4.空气密度 用矿井通风参数仪测定风机房阴凉处的大气压力，用温湿度计在
风流出口处测取风流的温湿度，计算各调节工况点空气密度。 5.噪声 在距离通风机扩散器45°方向的3.4m处、离地高度1m处用声级计测取扩散器的A声级噪声。距通风机电机外壳1m外测量机壳辐射噪声。 6．转速 参照额定转速。 7．振动 用便携式测振仪在通风机直接与坚硬基础紧固连接处测量风机的振动。 8．轴承温度 利用矿方现有传感器直接读取数值。 9. 叶片径向间隙 用塞尺在主通风机叶片与机壳（或保护圈）的间隙处测量该间隙值。 三、测定条件 1.装置完好条件： ①测定前应检查通风机、电动机各零部件是否齐全，装配是否紧固，运行是否正常，备用风机确保在10分钟内启动，以保障在测定过程中通风机能安全运行。 ②通风机进风口或出风口至风量、风压测定断面之间应无明显漏风，以确保测定工作的准确性。
第１２卷 第３ 期２ ０ １ ２年６月ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＡＩＲ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＩＮＧ ７７－ ７８收稿日期：２０１１－１２－ １３作者简介：王顶东，本科，工程师，主要研究方向为暖通空调。 无蜗壳离心风机性能及测试方法的探讨 王顶东 张卫军 丁勇 （合肥通用机电产品检测院） 摘 要 试验分析普通离心风机、无蜗壳离心风机和箱式无蜗壳离心风机的性能差异，总结不同测试方法对无蜗壳离心风机性能测试结果的影响。关键词 离心风机；无蜗壳；箱式无蜗壳 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｆａｎＷａｎｇ Ｄｉｎｇｄｏｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｗｅｉｊｕｎ Ｄｉｎｇ Ｙｏｎｇ（Ｈｅｆｅｉ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｒｅｅ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｆａｎｓ（ｖｏｌｕｔｅ，ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓａｎｄ ｃｈａｍｂｅｒ ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ）ａｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ ｐ ｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇ ａｌ ｆａｎ；ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ；ｃｈａｍｂｅｒ ｖｏｌｕｔｅｌｅｓｓ 无蜗壳离心风机一般多以设备冷却风扇的形 式使用，具有风量大、压力高、噪声低、结构紧凑等 优点， 是普通轴流风机［１］和普通离心风机［２ ］无法替代的产品。鉴于无蜗壳离心风机良好的低噪声性能，目前也有厂家推出箱式无蜗壳风机用于建筑物通风换气。笔者通过对比试验数据，分析普通离心风机、无蜗壳离心风机和箱式无蜗壳离心风 机的性能差异， 同时总结不同测试方法［３ ］对无蜗壳离心风机性能测试结果的影响。 １ 三种离心风机的性能对比 试验采用标准出气侧试验风室，风室横截面积为３ ０００ ｍｍ×３ ０００ ｍｍ，风室中采用孔板测定流量，其结构如图１所示 。 图１ 标准出气侧试验风室 在上述风室装置中对 ７００ ｍｍ后向离心叶轮的３种机型风机进行试验，３种机型的试验安装示意图如图２所示。考虑到３种机型的不同结构有不同的出口面积，采用静压数据作为测试结果进行对比。 由测试结果（见图３）可以看出，普通离心风机的压力要比另外２种机型高，而且随着风量的减小， 其压力的增幅加大。产生这种性能差异的原因：空气从集流器到叶轮出口这一流动过程中３种机型没有区别，但空气离开叶轮出口后就有明显的不同，普通离心风机中，空气在蜗壳引导下沿切向流出蜗壳，这一过程中将无用的旋转动能转化为有用的静压和动压，普通离心风机肯定要比没有蜗壳的机型压力高。当风量减小时， 离心叶轮出口处会产生更高的切向速度，具
离心风机维护检修规程－
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离心风机维护检修规程 资料整理:王发财 １.总则 1.1适用范围 １.1.1本规程规定了离心式风机的设备完好标准、检修周期与内容、检修与质量标准、试车与验收、检修安全与环保注意事项、维护与故障处理。 1.1.2本规程适用于石油化工离心式通风机和离心式鼓风机。 1.2设备结构概述 离心式风机由机壳、转子组、轴承和轴承箱等部件构成,有透平驱动及电机驱动等型式。 1.３编制依据 GB 50２７5—1９98 压缩机、风机、泵安装施工及验收规范 HGJ 10２4—79 化工厂离心通（鼓）风机维护检修规程 设备生产厂家提供的技术资料和使用说明书 ２.设备完好标准 ２.1零部件 2.1.1主、辅机的零、部件完整齐全,质量符合技术要求。 2.１．2电流、温度、压力等仪表和控制、调节装置完整齐全、灵敏正确。 2.1．3风机基础、基座稳固可靠，紧固和连接螺栓齐全、牢固，无松动。 2.1．4管道、阀门、支架、管卡等安装合理、牢固完整、标志分明。 2．1.５转子轴向窜量及各部间隙符合技术要求和规范。 2．1．6防腐、保温完好,符合技术要求。 2.2运行性能 2．２.1设备运转平稳，无异常振动和噪音,电机温升和电流未超过允许值。２．2.2设备达到设计能力,能满足生产需要, 2.2．3润滑油及冷却系统正常，油温、油压、油质符合设计值和规范要求。 2.３技术资料 2.３.1设备的设计、制造、检验、安装、验收等技术文件和档案资料齐全。2．３．２设备操作规程、维护检修规程齐全。
离心风机性能试验 一．试验目的 风机性能试验的目的在于掌握离心式风机性能测试的方法，求得离心式风机在给定转速下标准进气状态时的空气动力性能，并给出其特性曲线，从而提供风机合理的工作范围。 二．实验内容 采用计算机自动测试的方法获取离心式风机性能曲线。 三．试验装置和仪器 图1 进出气联合试验装置简图 系统由风机试验台、传感器、数据采集器、PC机和打印机组成。 风机进出口静压测量采用FG300 A 06 BIN M5智能压力变送器，动压测量采用FG700 DP 3 S J1 B M3智能差压变送器，输出为4～20mA电流信号。电机功率测量采用三相交流有功功率变送器，输出为0～＋5V电压信号。风机转速测量采用红外光电转速传感器，输出为脉冲信号。数据采集器的任务是将传感器输出的电流、电压以及脉冲信号进行整形、滤波、放大，然后在8051单片机控制下进行A/D变换，所得的结果经RS232标准通讯接口传送给PC机，进行数据的分析、计算及显示，并可将计算结果存于硬盘或打印输出。 四．操作方法及实验步骤 1．按规定要求连接传感器、数据采集器的电源线及信号线，然后开启电源。 2．在PC机上运行测试软件，从下拉式菜单上选择“数据采集”选项，此时屏幕显示风机的全压、静压、轴功率及效率坐标图，各坐标图上均有一红点，分别表示当前风机的全压、静压、轴功率及效率随流量的变化关系，当风机的工况改变时，红点亦会随之移动。 3．关闭风机出口节流锥，开启电机电源，缓慢开启节流锥，逐渐增大风机流量，同时
观察计算机屏幕上四个坐标图中红点的位置，在需要采集数据的工况点，按“回车”键，此时屏幕上的红点变成白点，表示计算机已采集了该工况点处的数据。按此方法，在0～最大流量范围内采集7～10个工况点的数据，数据采集工作即告结束。 4． 从计算机下拉式菜单上选择“特性曲线”选项，计算机立即将屏幕上全部的工况点 拟合成特性曲线。 5． 通过打印机可打印出测试系统图，风机的全压、静压、轴功率及效率曲线，也可打 印出原始的测试数据。若系统未连接打印机，则需手工记录原始数据。 五．实验数据处理 根据泵与风机性能曲线的定义，所有作图数据必须是同一转速下的数据，而测试所得的数据是在不同转速下测得的，所以首先必须应用比例定律将全部数据修正到同一转速下。本实验要求将全部数据都修正到2950r/min 下。最后作出风机的全压曲线、静压曲线、功率曲线和效率曲线。 全压曲线 v q p 0 静压曲线 v q st p 0功率曲线 v q P 0 效率曲线 v q η
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/c76468822.html, 浅谈无蜗壳风机研发中存在的问题 作者：李友娥 来源：《科技风》2016年第07期 摘要：目前来看，对于无蜗壳风机的使用越来越多，并且对于无蜗壳风机的研究也越来 越深入。但是在对无蜗壳风机进行研究的过程中也发现了相关的问题，主要是：市场上的两种无蜗壳风机之间辨别很难；采取进气实验的方法所得到的出口总压强以及效率的数值偏大；采用旋转无叶的扩压器可以提高机器的性能，但是在使用过程中缺乏定量的数据进行详细的说明。本文主要是通过相关的实验以及调查对上述的问题提出一些看法以及意见。 关键词：无蜗壳风机；研发；问题 现阶段，对于无蜗壳风机的研究时间还很短暂，并且在国内外，对于该项机器的研究都很缺乏，并且在现在的市场上，有关的无蜗壳风机的机器性能还不够完善，因此还有很多地方需要进行进一步的改进与完善。本文主要就国内现今关于无蜗壳风机的发展现状进行研究，对于研究过程中出现的种种问题予以透彻的分析，并且给出了解决这些问题的对应措施，以此为今后的无蜗壳风机的应用提供借鉴，从而使我国的无蜗壳风机研究朝着更深远的方向发展。 一、国内关于无蜗壳风机的研究现状 一般来说，无蜗壳风机在空调以及制冷系统中的使用比较广泛，但这里的其实是离心风机的结构，没有蜗壳。[ 1 ]目前市场上主要有两种类别不同的无蜗壳风机：一种是叶轮出口气流并且在其中没有其他的遮挡，直接流入到大气之中；另一种是将无蜗壳风机放入到一个有进出口的箱体之中，和箱体一体作为一个风机的产品。可以看出来，后者的机器性能是和箱体的质量有关，并且它在和箱体实现统一之后，它的性能与原来相比较差别很大。 另外，对于无蜗壳机器的测试以及评估的问题还不够完善。这是因为它的设计中除去了蜗壳的设计，因此在对其进行性能测试时大多采用的是进气实验，并且按照规定风机的出口气压为大气压的数值，出口的计算速度就取叶轮进行旋转时的平均速度。这种规定的前提是出口的流动速度均匀，并且一般的离心风机从蜗壳出流时是基本符合的。但在无蜗壳风机之中，由于叶片的两侧是压力边以及吸力边，因此这两侧流动的压强以及速度都不相同，并且在吸力边的出口还出现分离，在出口后可能还会引起卷吸的现象，因此，它的出口流动速度是不够均匀的。并且在无蜗壳风机的进口处以及出口处之间需要一个挡板将其进行分开，一般来说，这个挡板的位置是比较靠近叶轮的出口处的，这种设置也势必会使出口流动的不均匀性加强。[ 2 ] 并且，无蜗壳风机还有一个显著问题，即关于无叶扩压器的问题。由于无蜗壳风机缺少蜗壳，因此它的叶轮出口的速度不能被有效的利用，主要是作为损失被处理的，因此，风机的效率以及压强都很低。但是如果将叶轮的出口的前后盘进行延长设置，以此来形成一个不断旋转的无叶扩压器，在这个扩压器的范围之中，流动的面积不断增大并且流动的速度下降、压强提
风机性能试验 一、测量参数及测点布置 1、风机静压测量：（测点位置参考西安院在成都轴流风机所做试验报告） 引、送风机的进口静压测点均布置于各风机进风箱进口法兰略上的矩形直管段上，每个侧壁面中心线处各设一个静压测点，每台风机共设置4个进口静压测点。 引、送风机的出口静压测点布置于各风机扩压筒出口法兰略前的圆形管段上，每台风机沿圆周方向均匀布置3个静压测点。 一次风机进口静压测点布置于进口风门下部, 每个侧壁面中心线处各设一个静压测点,共设置4个进口静压测点。出口静压测点可利用现有标定孔测量。 附图1 1、1压力测孔内径d=2～3mm，最大不超过5mm，外部短导管内径为2～2.5d。见附图1。 1、2介质温度测点采用流量测量截面的测点。 2、流量测量 2、1测量截面布置：（测点位置参考西安院在成都轴流风机所做试验报告） 引风机的流量测量截面布置于引风机进气箱略前的收敛管段上，每台风机设置10个流量测孔。 送风机的流量测量截面布置于送风机进气箱略前的收敛管段上，每台风机设置8个流量测孔。我厂靠背管加长杆接头外径为32 φmm,引风机处测孔孔径应取不小于50 φmm。管座加工见附图。
一次风机流量测量可利用现有标定孔测量 附图2：点1和点2处分别为风机入口平面与出口平面。 2、2流量测量项目及公式 2、2、1风机流量ρ νd A p 2q ? = q V =为测量截面处流量,m 3/s ，A=截面面积m 2，ρ=流量测量截面处介质密度kg/m 3， P d =流量测量截面处平均动压,Pa 。 或风机流量q V =A ×ν q V =测量截面处流量m 3/s ，ν=测量截面处气流平均速度,m 3/s ，A=测量截面面积m 2 式中101325 273273 293.1s a p p t +?+? =ρ Pa=当地大气压Pa ，Ps=测量截面处静压Pa ，t 为流量测量截面处介质温度℃。 2、2、2风机全压()??? ? ? ?-+-=222 1122212νρνρs s p p P 式中P =风机全压Pa ，1s p =点1处静压Pa ，2s p =点2处静压Pa ，1ν=点1处气流速度，点2处气流速度2ν= 2 2ρA q m m/s 。m q =1A 1d 2ρP kg/s 2、2、3风机功率K/1000P ×q ?=νt P KW K=气体可压缩系数约为0.96,P =风机全压Pa,νq =风机容积流量m 3/s 2、2、4风机轴功率tr P P η0a = a P =风机轴功率，mot UI P ?ηcos 30=，tr η=传输效率%，直连时tr η=1。 0P =电动机输出功率，?cos =电动机功率因数，mot η=电动机效率。
试验研究 空调器多翼离心风机蜗壳型线的试验研究X 华中科技大学黄宸武区颖达 顺德顺威电器有限公司张吕超 金隆铜业有限公司陈金球 摘要针对影响空调器性能的多翼离心风机的蜗壳型线进行了试验和分析,试验得出了适合于空调器且能获得较优性能的蜗壳型线。该项研究将有助于提高空调器的整体性能并为今后的研究奠定基础。。 关键词空调器多翼离心风机蜗壳型线试验研究 1前言 空调器的噪声和制冷(热)量是倍受关注的两 大性能指标,而多翼离心风机蜗壳是影响这些指 标的主要部件之一,对它进行合理的设计将有助 于提高空调器的整体性能。笔者就此进行试验研 究,尤其是在很少有人研究的蜗壳型线方面,利用 我们能够随时制样进行试验的优越条件,对其进 行了一系列的试验和比较。 2常规设计理论 (1)蜗壳径向截面的流量应符合公式 Q H=Q H P360 (2)蜗壳内流的动量矩相等(忽略气流与壁面 的摩檫) C u R=C c2u R2=常数 (3)蜗壳内壁型线 Q H=Q R H R2B d RC u=BC c2u R2ln(R H P R2) 令:a=Q P(360BC c2u R2) 得:R H=R2e a H =R2[1+a H+(a H 2! )2+( a H 3! )3+,] 式中Q H)))与蜗壳起始截面夹角为H处截面 的风量 Q)))蜗壳的出口风量 H)))与起始截面的夹角 C u)))蜗壳在半径为R截面上的气流圆 周分速度 C c2u)))叶轮外径R2截面上的气流圆周 分速度 B)))蜗壳宽度 R H)))与蜗壳起始截面夹角为H处的型 线半径 上式为一条对数螺旋线。 图1不同蜗壳型线比较 3常用蜗壳型线 6流体机械2001年第29卷第12期X收稿日期:2001)07)30
无蜗壳风机的特性研究及应用 摘要：无蜗壳风机自从出现后，已经在国内外具有多年的发展和使用历史，其 不仅在纺织业、烘箱干燥机内得到使用，在空调行业的应用也比较普遍，常见的 有空气过滤机组、四面出风卡式风机盘机组等。该种风机的优点就是能够让机组 整体结构得到改善，机组个向出风都比较均匀，而且，风机段体积能够缩小，在 箱体内进行配置时，只要考虑到风口的方向，因此，只要根据空调机组的需求在 风机段上任意开设相应的风口，就能够实现快速应用。本文就针对无蜗壳风机的 特性进行研究，并针对其应用措施展开探讨。 关键词：无蜗壳风机；特征；应用措施 最近几年，无蜗壳风机凭借自身出口方向任意、体积小、风量调节范围大、 静压效率高等优势在很多领域都得到普遍的应用。而大量知识密集型产业的发展，例如生物制药、微生物、机密机械加工、航天、新型材料等产业的发展给精密空调、商用空调和净化空调的发展都提供了较为广阔的市场空间。而且，恒温恒湿 场地的要求让无蜗壳风机的使用得到快速发展[1]。为了能够更好地对无我风机选 型进行分析，本文就针对这种风机常见的结构和形式进行探讨，并针对其应用方 法和特点进行研究，以期为今后相关机型的设计和使用提供相应的指导和参考。 一、无蜗壳风机 无蜗壳风机作为一种没有蜗壳、只有风叶的风机，从其构造中不难发现，在 实际设计期间，风机蜗壳一般会被设计成螺旋线的形状，从风机蜗壳蜗舌到出口，蜗壳的截面积呈现出逐渐增大的趋势，其主要作用就是从离心叶轮中流出的高速 气流动压转变成能够对阻力进行克服的静压[2]。经过特殊设计的无蜗壳风机叶轮 和箱体之间是组合，具体如图2所示，从叶轮流出的气体不难发现其和设备箱体 直接形成静压箱，减少气体流动期间的流动损失现象，但是，风机动压会损失掉，因此，在无蜗壳风机样本中对其实施的一般都是静压。 图2 无蜗壳风机和有蜗壳风机对比图 三、无蜗壳风机实际应用探讨 有的领域将是否使用无蜗壳风机当成对空调机机组优劣进行衡量的主要标志，从实际状况来分析无蜗壳风机适用于一定的场合，但是，并非所有的有蜗壳风机 都要改成无蜗壳风机，对于空调机组优劣程度产生决定性的因素较多，包括机组 的噪声、效率、余压、维护方便、密封性的显著特征[4]。 从空调机组风段设计的角度来分析，选择有蜗壳风机的制约因素要低于无蜗 壳风机，根据实际研究发现选择有蜗壳风机的主要制约因素包括进风口和箱体避 免的距离，当其超过叶轮的2/3时，箱体压力损失将近50pa，当使用无蜗壳风机时，根据箱体的结构、尺寸、开设风口面积的大小都会对性能产生直接影响，影 响力度则需要根据实验来进行确定[5-6]。从机组外形的尺寸来分析，选择无蜗壳 风机之后就能够减少空气处理机组风机段的实际长度、宽度尺寸和高度，但是， 一般不会由此改变机组的整体宽度和高度。但是，如果对我国现阶段所使用的风 机设计方法进行改进和完善，则选择同样规格的后倾有蜗壳风机的风机段箱体， 长度尺寸也会逐渐缩短。 结语
风机特性曲线? 用以表示通风机的主要性能参数(如风量L、风压H、功率N及效率η)之间关系的曲线称为风机特性曲线或风机性能曲线。为了使用方便，将H—L曲线、N—L曲线、η—L曲线画在同一图上。下图为4—72 No5离心式通风机在转速2 900r／min时的特性曲线。 4—72No5离心式通风机特性曲线 ? 在通风除尘系统工作的风机，即使在转速相同时，在不同阻力的系统中它所输送的风量也可能不相同。系统的阻力小时，要求风机的风压低，输送的风量就大；反之，系统阻力大，要求的风压高，输送的风量就小。因此，用一种工况下的风量和风压，来评定风机的性能是不够的。例如，风压为1 000Pa时，4—72No5风机可输送风量18 000m3／h；但当风压增到3000Pa时，输送的风量就只有1 000m3/h。为了全面评定风机的性能，就必须了解在各种工况下风机的风压和风量，以及功率、效率与风量的关系。这就是为什么要通过风机性能试验做出风机特性曲线的原因所在。 通风机制造工厂对生产的风机，根据实验预先做出其特性曲线，以供用户选择风机时参考。有些风机产品样本，不但列出特性曲线图，而是还提供性能表格。下表列出了4—72离心式通风机的部分性能数据。 从特性曲线图可以看出，在一定转速下，风机的效率随着风量的改变而变化，但其中必
有一个最高效率点刁一。相应于最高效率下的风量、风压和轴功率称为风机的最佳工况，在 。此范围称为风机的经济使用范围。下表选择风机时，应使其实际运转效率不低于0．9η max 中列出的8个性能点(工况点)，均在风机的经济使用范围内。 ? 4—72 型离心式通风机性能表(摘录)
离心风机检测标准 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
离心式通用风机 1.通则 1.1本章概要 本章节说明离心式风机的制造、工厂测试、交货及安装时之要求。 1.2 工作范围 1.2.1 离心式风机。 1.2.2 设备的安装、操作及维修之设备。 1.3相关章节 1.3.1第15950章--测试、调节及平衡。 1.3.2第15820章--风管附属设备。 1.4国家标准或国际标准 1.4.1 风机测试标准:风机的空气性能或噪音参数，须依以下之一种标准测试(1)中国国家标准(CNS) -CNS7778B4046送风机 -CNS7779B7165送风机检验法 (2)空气运动及控制协会(AMCA) -AMCA210 -AMCA300 - AMCA301 (3)英国国家标准(BS) -BS848PART1 -BS848PART2 (4)国际标准组织(ISO) - ISO5801 1.4.2承包商可建议采用其他国际法规或标准，但须经工程司(技师)核可同意 后使用。 1.5制造商及产品质量的要求 1.5.1提供风机之制造商，应为台湾区冷冻空调工程工业同业公会之会员，至 少须有5年的制造经验。 1.5.2性能认证︰安装功率在1.5kW(含)以上的离心风机，须依照AMCA211取 得空气性能的认证，产品须贴附AMCA性能认证标签。若未 取得AMCA空气性能认证之产品，则须经工研院能资所热流 与送风实验室，或经TAF认证之第3独立公正实验室并经 第3公证人认证下，依AMCA210进行测试，并检附空气性 能正本测试报告(每个风机机型，一份测试报告)。若风量 或静压大于工研院之实验室设备之规格而无法进行时，则 可由制造厂商于工厂进行测试，但制造厂商应于送审时提 送出厂的性能测试程序，以供审查。
332 Noise / efficiency curve Operating range Middle part of air performance curve:-maximum efficiency -minimum noise -higher performance density than with the backward curved centrifugal fan To the right and left of the middle part of the air performance curve:-reduced efficiency -increasing noise The optimal operative range of the blower is shaded in green in the curve given here. The forward curved centrifugal impeller must always be operated inside a scroll housing. A dual inlet centrifugal blower shows the same behaviour as two single inlet blowers operated in parallel:with size,speed and pressure being identical,double the air flow is achieved.Dimensioning of the scroll The dimensions of a typical scroll can be calculated with the following formulae,subject to the impeller diameter D: A =1,062 ·D B =0,992 ·D C =0,922 ·D D =0,853 ·D E =0,784 ·D F =0,715 ·D G =0,646 ·D H =0,612 ·D J =0,720 · D K =0,689 ·D R =0,073 ·D Adjusting the dimensions to diminished mounting spaces is possible.
1 离心式风机性能测定 一、实验目的 1、熟悉风机性能测定装置的结构与基本原理。 2、掌握利用实验装置测定风机特性的实验方法。 3、通过实验得出被测风机的性能（P-Q ，η-Q ， N-Q 曲线） 二、实验装置及测试原理 1、进口集流器 2、节流网 3、整流栅 4、风管 5、被测风机 6、电动机 7、测力矩力臂8、测压管9、测压管 实验台的结构如上图所示.主要由二部分组成: 1、实验风管 在距风机进口处的风管断面上设有四个测压孔,同样用橡胶管接到另一个U 形管测压板上,用以测量进口通风机静压Pst 。测压介质为水. 风管进风口装有毕托管，用橡胶管接到U 形管测压板上,用以测出进入风机的动压P d1。风管内装有节流网和整流栅.集流器可以用来调节空气流量,而整流栅可以起到使流入风机所流均匀的作用. 2、被测风机 包括进风口、叶轮和蜗壳.风机的进风口用法兰与试验风管的接头相联接. 气动性能计算 实验台采用进气实验方法。实验台在一定工况下（利用在集流器来调节流量）运行时，空气流P d1 P d2 P st
2 经风管进入风机，被叶轮抽出风机出口。在集流器上测出进口动压P d1，在风机进口测孔处测定风机静压力Pst ，同时，读取控制箱上功率的数值，测得了上述Pst 、P d1、N 等实验数据以后，再利用已知的实验台原始参数，通过它们之间的关系式，就可以计算出该工况下的其它所需要的风机参量。 1、流量的计算: 我们可以通过测量管路中气体的动风压来确定风量的大小。假设皮托管测得的动风压为P d1， 测量中，动风压常用水柱高度h d1表示： 1d 1d gh P 水ρ= 则有： 21d 1d v 2 1gh P 空水ρρ== [Pa] 若假设测量位置的管径为D 则有： 空水ππρρ1 d 2112112P 4gh 4V A Q D D === [m 3/s] 式中: Q — 通风机体积流量(m 3/s) A 1 — 毕托管测压点所在断面面积(m 2) D1 — 风管直径 P d1为进口动风压，可根据测压介质换算. 2、通风机出口动压：P d2=0.5ρ空 (Q / A 2)2(N/m 2) A 2—通风机出口断面面积(m 2) D2 — 出口直径 3、通风机全压: P=Pst+P d2-0.82P d1 4、电机输出功率 N 在控制盒中直接读取 5、风机的有效功率：Ne=PQ 6、通风机全压总效率: η=Ne/N=PQ/N ×100% 三、实验步骤 1、进行第一工况下的测试.记下两个测压管上的计数Pst 、P d1、同时测定电机功率.并记下测试环境的大气压力Pa 和温度t. 2、转动集流器手轮来调节风量,以改变风机工况.每调节一次风量,即改变一次工况(一般取6个工况,包括全闭和全开)每一工况下,全面进行一次测试,即测量Pst 、P d1。第一个工况(即全闭工况)测试时,用集流器将进风口全部堵死,使P d1=0。 3、测定了不同工况下的上述实验数据以后,利用已知实验台原始参数和试验环境参数,通
离心风机包括有蜗壳离心风机（Housed centrifugal fan）和无蜗壳离心风机（Unhoused centrifugal fan）。一般常用的是有蜗壳离心风机，所以名称中“有蜗壳”就被省略掉了。无蜗壳风机的全称是无蜗壳离心风机，在不同的场合也被称作插入风机（Plug fan）或静压箱风机（Plenum fan）。 图1. 有蜗壳离心风机和无蜗壳离心风机 离心风机罩个蜗壳，是为了增加其静压压头和高压段的风机效率。笼统地说，有蜗壳离心风机拿掉蜗壳后，大部分风量范围（高压区）的静压压头要低于有蜗壳的离心风机，高压区的风机效率也因此低于有蜗壳的离心风机。而一部分风量范围（低压区）的静压压头要高于有蜗壳的离心风机，低压区的风机效率也高于有蜗壳的离心风机。去掉蜗壳后，离心风机的最大风量也有所增大。 鉴于离心风机的这一特性，对离心风机的叶轮进行特殊设计，就获得了高效率的无蜗壳离心风机。 图2. 有蜗壳离心风机的出口风速分布 有蜗壳离心风机的出口风速是有方向且不均匀的。如果在其静压复得尚未完全完成阶段就遇到风道转向，会产生较大的能量损失。如果把无蜗壳离心风机放在这个风向转向处，就可以完全避免这个能量损失。这就是为什么无蜗壳离心风机作为机柜的地板抽风机被大量应用于数据中心的原因。 无蜗壳离心风机的另一个主要应用是组成风机群（Fan wall）。用多台无蜗壳离心风机来取代一台大口径离心风机或轴流风机。
大口径的离心风机和轴流风机的转速不可能很高，因此产生的噪声也往往是低频噪声。低频噪声的消声是十分困难的。影剧院，高级宾馆，高档写字楼都要花费大量的资金来消除这些难以消除的低频噪声。 无蜗壳离心风机群（Fan wall）的出现，使这个空调行业最棘手的问题迎刃而解了。 图3. 无蜗壳离心风机群 无蜗壳离心风机一般采用与电机直连的方式。因此不但避免了皮带传递能耗，也节省了皮带损耗的运行成本。 对于变风量系统，无蜗壳离心风机多采用EC电机（Electronically Commutated Motor）。其中，高效的IPM（Interior Permanent Magnetic）电机的平均效率高达90%以上。 从理论上说，应该是先有无蜗壳离心风机，后出现有蜗壳离心风机的。有蜗壳离心风机应该说是无蜗壳离心风机的升级版。但随着技术的进步，如今在好多应用中，又回到了无蜗壳离心风机，无蜗壳离心风机又成了有蜗壳离心风机额升级版。在好多节能改造工程中，有蜗壳离心风机被撤下，换上了无蜗壳离心风机。 但我们不能就因此而说有蜗壳离心风机过时了。日本最大的AHU（Air Handling Unit）生产商一边号称采用了无蜗壳离心风机，一边又给加上了一个不完整的蜗壳。由此可见，蜗壳的增压作用还是有效的。在一些场合还是不可缺少的。
风机离心风机的常识与选型（各种压效率概念计算等） 风机类型 离心风机分类与结构离心风机（后简称风机）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。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；风洞风源和气垫船的充气和推进等。 离心风机分类 主要结构部件 一些常识1、压力：离心通风机的压力指升压（相对于大气的压力）,即气体在风机内压力的升高值或者该风机进出口处气体压力之差。它有全压、动压、静压之分。性能参数指全压（等于风机出口与进口总压之差）,其单位常用Pa、kPa、mH2O、mmH2O等。2、流量：单位时间内流过风机的气体容积的量,又称风量。常用Q来表示，常用单位是；m3/s、m3/min、m3/h。3、转速：风机转子旋转速度。常以n来表示，其单位用r/min。4、功率：驱动风机所需要的功率。常以N来表示，其单位用KW。关于全压、动压、静压1、气流在某一点或某一截面上的总压等于该点截面上的静压与动压之和。而风机的全压，则定义为风机出口截面上的全压
与进口截面上的全压之差，即： Pt =（Pst2 +ρ2 V2 2/ 2）-( Pst1 +ρ1 V12/2) Pst2 为风机出口静压，ρ2为风机出口密度，V2为风机出口速度 Pst1 为风机进口静压，ρ1为风机进口密度，V1为风机进口速度2、气体的动能所表征的压力称为动压，即：Pd=ρV2/23、气体的压力能所表征的压力称为静压，静压定义为全压与动压之差，即：Pst = Pt–Pd注：我们常说的机外余压指的是机组出风口处的静压和动压之和。如下图所表示管道内全压、静压和动压： 静压(Pj)由于流体分子不规则运动而撞击于器壁，垂直作用在器壁上的压力叫静压，用Pj表示，单位用毫米水柱。计算时，以绝对真空为计算零点的静压称为绝对静压。以大气压力为零点的静压称为相对静压。空调中的空气静压均指相对静压。大于周围大气压的静压为正值，小于周围大气压时静压为负值。例如：风道上的静压力测点是从烟风道壁面上引出的，因此，仪表盘上的风压压力计指示的仅是静压。动压（Pd）流体在管道内或风道内流动时，由于速度所产生的压力称为动压或速度压头。动压值总是正的，用Pd表示，单位用毫米水柱。全压（Pq）是指某点上静压力和动压力的代数和，即：Pq=Pd+Pj；单位也是毫米水柱。全压=静压+动压
风机性能试验台 一、产品说明 本试验台能对各种不同类型的风机性能进行测定，能进行定风量和定风压试验，并能对试验参数进行曲线拟合，得出风机的性能曲线。试验台符合标准ASHRAE 51-75的要求。 二、测试项目 1. 定风量定电压试验 2. 定风压定电压试验 3. 定风量定转速试验 4. 定风压定转速试验 三、技术指标 1. 风量范围：110～7000m3/h 2. 重复性精度：±1% 3. 试验台规格：吸风式风机性能台，吹风式风机性能台（可按用户需要进行特殊设计）。 根据GB1236-2000的要求 －技术指标 1. 被测风机风量范围： ·吹风式：1000-20.000m3/h，转速0-6000RPM; 2. 测定精度：重复性精度：±2％ 3. 环境：温度：20±15℃；湿度：65±20%（用户保证） 4. 风机尺寸：1000mm以内,宽350 mm(根据客户要求) 一．控制方案 本试验台采用吹风式风洞测试风机性能，具体方案如下：
图1 风室出气试验示意图(用多喷嘴流量计测流量) 图2 风室进气试验示意图(用多喷嘴流量计测流量) 三、风机性能测试台,风机风量台，性能测试台控制参数（在全自动控制方案中为控制参数，在其他方案中为测量参数） 1．风管静压（定静压） u 差压变送器：微压变送器，-500Pa～500Pa/1～5V （精度0.075%） u 控制：PID u 数据记录：通过数据采集器采集到计算机
2．两内空板的压差（定风量） u 差压变送器：微压变送器，，量程0～1000Pa /1～5V（精度0.075%）u 控制：PID:输出控制电动风阀的开启度！ u 数据记录：通过数据采集器采集到计算机(国产) 3．被测风机电压 u 电压范围：0～380V DC 二．测量参数 1．被测风机电流 u 测量范围：0 ～50A（测量精度0.01V） u 电流变换器：带分流器, 0～50A / 1～5V DC 。精度0.1% u 数据记录：通过数据采集器采集到计算机 2．风洞温度 u 测量范围：相对温度0～100℃ u 测量精度：±0.2℃ u 信号变换器：0～100℃/ 1～5V DC u 数据记录：通过数据采集器采集到计算机 3．风洞湿度 u 测量范围：相对湿度0～100％RH u 测量精度：相对湿度±3％ RH
通风机性能试验 通风机性能试验的目的，是为了求得通风机要给定转速下所产生的风量、压力、耗用功率及其效率间的相互关系。这种试验须在机械动转试验合格后才能进行。 一、试验装置 图附—1所示为国家标准(GBl236—76)所规定的一种通风机进气试验装置。在通风机6的进风口连接一圆形风筒4。风筒的直径应尽可能与通风机进口尺寸相同，其长度应不小于风简直径的六倍。整个风筒可以分段连接，各接头处不漏风，内壁面应平整光滑，不得有凹凸不平现象。 附1 通风机进气实验装置 风筒的进口端做成锥形，称为锥形集流器，它能使气流比较平稳均匀地流入风筒。集流器1的具体规格风图附—2，其内壁表面的光洁度不应低于▽5。
附2 锥形集流器 在流集器与风筒4之间固定有风栅节流器3，它由一孔眼较大的金属丝网制成。另外再准备风块其直径比风简直径略小而孔眼规格不同的金属筛板或金属丝网，以便在测试时分层叠加于固定网栅上，调节进风量。 在风筒进口端和截面1处的风筒壁上，分别沿圆周均匀分布钻孔3～4个，孔径～3毫米。贺孔应垂直于风壁，周转围要平整无毛刺。每个贺孔上焊接一个内径为6~10毫米的短管，并用胶管互相连通，再分别接以压力计上，以测量风筒进口静压H 静进和截面I 处的静压H 静1。测量H 静进的压力计最好要用斜管微压计，测量H 静1则用一般U 型压力计。 为了防止气流在风筒内发生扭转，在与通风机进口连接端的风筒内装有整流栅5，其结构尺寸如图附—3。它是一“井”字形隔板，可用厚度为δ=0．012~0．015D 的钢板制成。当厚度较大的，也可以用木板制成。 附3
整流栅 试验风筒的进口端应布置在室内，不受自然风力的干扰，在周围1．5D距离内(自风筒中心算起)，不得有障碍物。 为了测量通风机耗有的功率，可采用专门的测功装置。图附—4为利用扭矩法在电动机上测量其转子与定子机壳间的相对扭矩，以计算电动机出力的测功装置。图中1为电动机(一般为4级)，由带轴承的支架2支承。3为电动机轴，借联轴器与通风机轴连接。4为定子机壳吊架，通过刀口5悬吊于机架6上。7为固定于定子机壳上的平衡秤杆，其力臂长为L米，两端悬挂有秤盘11。10为秤杆摆动指针。9为刻度。12为测量转速的轴。当电动机旋转时，机壳产生偏转，在秤盘中加上荷重使其平衡。根据荷重的大小即可计算出电动机的出力(轴功率)。 附4 扭矩法测功装置