无蜗壳离心通风机性能研究

离心式风机的研究现状及发展趋势风机是一种通用机械，在民用，工业，农业，制造业，军事，航空等领域中有着十分广泛的应用。

比如工厂、矿井、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；谷物的烘干和清选；风洞风源和气垫船的充气和推进等。

以气体为介质，能将机械能传递给气体，提高气体的压力并抽吸或压送气体的机械称为风机。

按照风机的出口气体压力来分，风机包括通风机、鼓风机、压缩机。

按照风机的工作原理来分，风机有叶轮式和容积式两种，其中叶轮式风机又可以分为离心式、轴流式和混流式。

一、离心式风机的结构形式及主要部件离心式风机的结构较为简单，制造方便，其中叶轮和蜗壳常采用钢板制成，一般采用焊接和铆接。

离心式风机的进气方式有单侧进气和双侧进气两种。

根据使用情况的不同，离心式风机的传动方式也有很多种：如果风机的转速与电动机的转速相同，可以直接将风机与电动机轴相连接，如果风机的转速和电动机不同，可以采用带传动，从而实现变速。

离心式风机主要由叶轮、机壳、进气箱、前导器、扩散器等构成。

叶轮是风机的心脏部分，它的尺寸、几何形状、叶片数目和制造精度对离心风机的性能有着重大的影响。

叶轮上的主要零件是叶片，离心式风机叶轮的叶片个数一般为6~64片。

根据叶片出口角的不同，可以分为前向叶片、径向叶片和后向叶片三种。

离心式风机的机壳通常由蜗壳、进风口和风舌等零件组成。

其中蜗壳的作用是收集从叶轮出来的气体，并将其引到蜗壳的出口。

蜗壳的蜗板是一条对数螺旋线，为了制造方便，一般将蜗壳设计成等宽矩型断面。

二、我国离心式风机的发展历程我国的离心式风机的制造与发展从20世纪50年代开始的，在那个时期，我国的风机需求主要依靠国外进口。

到了20世纪80年代的引进吸收和创新阶段，我国离心风机工业发生了深刻的变化，国外的先进技术在风机制造业得到了消化，形成了一定的生产能力。

进入21世纪以来，随着我国的风机制造业不断发展壮大，其担负着为石油、化工、农业、煤炭、冶金、电力、矿山、纺织及环保等工程提供配套离心风机的任务，基本上可以满足我国重大装备配套的需求。

无蜗壳风机原理详解1. 引言无蜗壳风机是一种新型的风机，它采用了与传统蜗壳风机不同的工作原理。

本文将详细解释无蜗壳风机的基本原理，并确保解释清楚、易于理解。

2. 传统蜗壳风机的工作原理在介绍无蜗壳风机之前，我们先来了解一下传统蜗壳风机的工作原理。

传统蜗壳风机是一种常见的离心式通风设备，主要由电动机、叶轮、进出口管道和蜗壳组成。

其工作原理如下：1.电动机通过轴将动力传递给叶轮，使其高速旋转。

2.空气从进口管道进入蜗壳，在叶轮的旋转下被强制向外推送。

3.推送出来的空气通过出口管道排出。

传统蜗壳风机在运行过程中产生较大的压力差，使得空气能够被有效地输送到目标位置。

然而，由于其结构限制和设计缺陷，传统蜗壳风机存在一些问题，如噪音大、能耗高、效率低等。

3. 无蜗壳风机的基本原理无蜗壳风机是一种基于流体动力学原理的新型风机，它通过改变传统蜗壳风机的结构和工作方式来提升性能。

无蜗壳风机的基本原理如下：1.电动机通过轴将动力传递给叶轮，使其高速旋转。

2.空气从进口管道进入无蜗壳风机，在叶轮的旋转下被强制向外推送。

3.推送出来的空气通过出口管道排出。

与传统蜗壳风机不同的是，无蜗壳风机取消了蜗壳结构。

它采用了更加简洁、紧凑的设计，使得空气在叶轮上流动时减少了阻力和压力损失。

这样可以提高空气输送效率，并降低能耗。

4. 无蜗壳风机的优势相比传统蜗壳风机，无蜗壳风机具有如下优势：4.1 提高效率由于取消了蜗壳结构，无蜗壳风机能够减少阻力和压力损失，从而提高空气输送效率。

这意味着在相同的功率输入下，无蜗壳风机可以输送更多的空气，实现更好的通风效果。

4.2 降低能耗由于提高了效率，无蜗壳风机在实现相同的通风效果时需要消耗更少的能量。

这不仅可以降低使用成本，还有助于减少对环境的负面影响。

4.3 减少噪音传统蜗壳风机在运行过程中产生较大的噪音，给人们的生活和工作带来困扰。

而无蜗壳风机通过改变结构和工作方式，可以显著降低噪音水平，提供更加宁静舒适的环境。

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/ki.1672-3198.2017.16.0900 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。

浅谈无蜗壳风机研发中存在的问题摘要：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。

离心式风机性能测定实验总结与反思实验日期：XXXX年X月X日实验目的：测定离心式风机的性能参数，评估其风量和风压特性实验总结与反思：在本次离心式风机性能测定实验中，我们成功地测定了风机的性能参数，并对其风量和风压特性进行了评估。

以下是我们对实验的总结与反思：1.实验准备：在实验前，我们详细了解了离心式风机的工作原理和性能测定的方法。

我们正确选择了适合的实验设备，并对实验装置进行了校准和调试。

实验材料和工具准备充分，确保实验能够顺利进行。

2.实验步骤：我们按照实验计划和操作手册的指导，依次进行了实验步骤，包括启动风机、测量流量、测量风压等。

我们小心谨慎地操作，确保数据的准确性和可靠性。

3.数据记录与分析：我们仔细记录了每一组实验数据，并使用合适的工具和软件对数据进行了分析和处理。

我们绘制了风量-风压曲线图，并计算了相关的性能参数，如风机效率、功率等。

4.结果与讨论：通过对实验数据的分析，我们得出了对离心式风机性能的评估结论。

我们发现风机的风量随着风压的增加而递减，而风机效率在不同风压下具有一定的变化规律。

我们讨论了其中的原因，并与理论模型进行了比较和对照。

5.实验误差与改进：在实验过程中，我们也发现了一些误差和改进的空间。

例如，在测量流量时，由于实验条件的限制，可能存在一定的漏风和泄漏，导致结果的准确性有所影响。

下次实验中，我们将更加注意这些问题，并采取措施进行改进。

6.总结与展望：通过本次实验，我们对离心式风机的性能特性有了更深入的了解，也掌握了相应的实验技能和数据处理方法。

在以后的研究和工作中，我们将更加注重实验方法的改进和创新，以提高实验结果的可靠性和准确性。

通过这次实验的总结与反思，我们发现了实验中存在的问题，并提出了改进的方向。

我们将在以后的实验中借鉴这些经验，不断提升自己的实验能力，并取得更好的实验结果和研究成果。

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]。

无蜗壳风机空调机组的应用研究的开题报告一、研究背景现代社会对于环境空气的要求越来越高，特别是在一些密闭的空间如办公室、商场等内部，由于人员聚集、电器使用等，使得室内湿度、温度等方面的要求变得更加重要。

在这种情况下，空调成为了必备的一种设备，如今，无蜗壳风机空调机组的应用越来越广泛，与传统壳式空调相比，它具有更低噪音、更快速、更节能的优势，因此受到了广泛的关注。

同时，针对无蜗壳风机空调机组的应用仍存在一些技术难点，如设计中传热、变频等问题仍需进一步深化研究，并且现有的相关研究文献相对较少，需要进一步加强研究。

二、研究内容本研究将以无蜗壳风机空调机组的设计、性能测试、控制等方面作为研究重点，主要内容包括：1. 研究无蜗壳风机空调机组的设计原理与结构，分析其优点和不足，探讨改进方案。

2. 进行机组的性能测试，研究机组在不同环境条件下的效能，分析机组的热效率、制冷效率、风量等各项参数，总结不同测试条件下机组的表现。

3. 研究机组的控制，包括使用PID控制算法进行机组的温度、湿度控制、变频控制、噪音控制等方面。

4. 对以上研究进行数据分析和处理，得出相应的结论和建议。

三、研究意义无蜗壳风机空调机组具有一定的市场前景，因此进一步深化其相关技术研究，能够提高其产品竞争力和性能水平，有利于推动这种新式空调的发展。

同时，本研究将有助于提高机组在不同环境下的使用效益，满足用户的需求，增强品牌的市场竞争力。

四、研究方法本研究将采用实验、数据分析和文献调查等多种研究方法，具体包括：1. 采购无蜗壳风机空调机组，进行相关实验和测试。

2. 应用MATLAB等专业软件对测试数据进行处理和分析。

3. 通过网络检索相关文献并进行质性分析。

五、预期结果通过以上研究，预计可以得出如下结果：1. 研究无蜗壳风机空调机组的基本原理和结构，分析比较不同设计的优缺点，提出改进方案。

2. 测试机组在不同环境下的性能表现，分析其热效率、制冷效率、风量等各项参数，对机组的性能进行全方位的评价。

无蜗壳离心风机的实验性能对比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，是普通轴流风机和普通离心风机无法替代的产品。

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。

蜗壳的作用：机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。

蜗壳中不同截面处的流量是不同的,在任意截面处,气体的容积流量与位置角φ成正比。

一般气流在蜗壳进口处是沿圆周均匀分布，因此在不同φ角截面上的流量q vφ可表示为q vφ=q v4（φ/360°）。

q v4为蜗壳进口处流量，通常蜗壳中速度变化不大，气体密度可认为是定值。

若蜗壳的型线能保证气体自由流动，这时蜗壳壁对气流就不会发生作用，那么在不考虑粘性情况下，气体在蜗壳内的运动将遵循动量矩不变定律，即c u R=常数。

经分析得知，气体最多6次被蜗壳碰撞导至出口，蜗壳很好地收集了气体。

并且气体在叶轮流向蜗壳时容积变大，一部分动能转变为静压。

离心通风机的主要功能是完成气体的输送，若无机壳就不可能实现这一功能，无蜗壳也不可能很好地实现叶轮的功效。

箱体与叶轮装配见图1和图2。

其中箱体均由铝型材框架和夹心面板制成。

六面体只有一面敞开，它强制气流从一个方向流出，并有消声作用。

它与常规箱体机相比，其制作简单，节约空间，降低了成本。

图中1020×1020×880为箱体1；1060×1027×880为箱体2。

试验采用标准出气侧试验风室，风室横截面积为３０００ｍｍ×３０００ｍｍ，风室中采用孔板测定流量，其结构如图１所示。

在上述风室装置中对７００ｍｍ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。