离心式通风机的变型设计及计算

各种局部通风机选型计算 (一)

各种局部通风机选型计算

局部通风机是用于针对特定区域的局部空气流动而开发的风机。它们在工业和商业应用中起着至关重要的作用，可以有效控制空气质量并提高生产效率。在设计局部通风系统时，正确地选型通风机至关重要。下面将介绍几种常见的局部通风机及其选型计算方法。

1. 轴流通风机

轴流通风机又称为局部排风机，是一种高效能、低噪声、经济实用的通风设备。通常用于排除空气中的污染物，并提供必要的空气流动。选型时需要考虑空气体积流量、压力、噪声、电动机功率等因素。一般的计算公式为：

Q = πr2V （空气体积流量）

P = ρQH （压力）

N = P/Q （效率）

其中，Q为空气体积流量，r为风机的半径，V为空气速度，P为压力，ρ为空气密度，H为单位长度的风机静压，N为效率。

2. 离心通风机

离心通风机由离心式叶轮、电动机和外壳组成。它的流量、扬程和压力都相对较高，可适用于各种不同的应用场合。选型时需考虑压力、噪声、电动机功率等因素，计算公式如下：

Q = πr2V/1000 （空气体积流量）

H = V22g （扬程）

P = ρQH （压力）

其中r为内径，V为速度，g为重力加速度，P为压力，ρ为空气密度。

3. 水力脱臭器

水力脱臭器通过水的冲击和气体的扩散来达到脱臭的效果。它需选用具有较高的气液比、动量守恒、良好的细微液滴分布等特点的大小气泡。由于水力脱臭器具有较强的动力和控制稳定性，因此在脱臭方面非常有效。选型时需要考虑流体力学、质量、液体物理学、化学等知识。常用的计算公式为：

V/Q = C （气液比）

G = QρA （质量流量）

其中，V为气体的体积，Q为液体的体积流量，C为气液比，ρ为水的密度，A为横截面积，G为质量流量。

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

南华大学机械工程学院毕业设计（论文）

i

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

南华大学机械工程学院毕业设计（论文）

ii

Universal No7C/4-72 Type Centrifugal Fan

Abstract:

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

风机常用计算公式

风机是一种用于压缩和输送气体的机械，从能量观点来看，它是把原动机的机械能量转变为气体能量的一种机械。

风机分类及用途：

按作用原理分类

透平式风机--通过旋转叶片压缩输送气体的风机。

容积式风机—用改变气体容积的方法压缩及输送气体机械。

按气流运动方向分类

离心式风机—气流轴向驶入风机叶轮后，在离心力作用下被压缩，主要沿径向流动。

轴流式风机—气流轴向驶入旋转叶片通道，由于叶片与气体相互作用，气体被压缩后近似在园柱型表面上沿轴线方向流动。

混流式风机—气体与主轴成某一角度的方向进入旋转叶道，近似沿锥面流动。

横流式风机—气体横贯旋转叶道，而受到叶片作用升高压力。

按生产压力的高低分类(以绝对压力计算)

通风机—排气压力低于112700Pa；

鼓风机—排气压力在112700Pa~343000Pa之间；

压缩机—排气压力高于343000Pa以上；

通风机高低压相应分类如下(在标准状态下)

低压离心通风机：全压P≤1000Pa

中压离心通风机：全压P=1000~5000Pa

高压离心通风机：全压P=5000~30000Pa

低压轴流通风机：全压P≤500Pa

高压轴流通风机：全压P=500~5000Pa

一般通风机全称表示方法

型式和品种组成表示方法

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。它有静压、动压、全压之分。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。

流量:单位时间内流过风机的气体容积,又称风量。常用Q来表示,常用单位是;m3/s、m3/min、m3/h（秒、分、小时）。(有时候也用到“质量流量”即单位时间内流过风机的气体质量,这个时候需要考虑风机进口的气体密度,与气体成份,当地大气压,气体温度,进口压力有密切影响,需经换算才能得到习惯的“气体流量”。

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下图。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聚集在机壳中，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。如下图。

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。 径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。