无蜗壳离心式通风机实际全压和全压效率的计算及其性能的分析_冯卫国

离心通风机毕业论文离心通风机毕业论文前言通风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把原动机的机械能转变成气体能量的一种机械。

随着生产和科学技术的发展，通风机在国民经济领域的应用日益广泛，对整个工业经济有着重要的影响。

风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一，特别是通风机的应用更为广泛。

锅炉鼓风、消烟除尘、通风冷却都离不开风机，在电站、矿井、化工以及环保工程，通风机更是不可缺少的重要设备，正确掌握风机的设计，对保证风机的正常经济运行是很重要的。

本文主要介绍了CG150离心通风机设计方案的选择，分析了离心通风机设计的关键技术，从而为离心通风机的设计奠定了重要的基础。

本次毕在业设计的题目是《CG150鼓风机定子设计》，在通风机的设计过程中必须全面分析风机结构，熟悉鼓风机的工作过程，了解鼓风机及工艺参数得以调整的可能性及范围。

通过对CG150离心式通风机的定子部分的设计，能够全面的离心通风机毕业论文了解机械设计专业的所学专业课知识，做到理论联系实际。

摘要本文在吸收国内外风机的选型设计经验的基础上,以离心风机相似设计为基础,建立了适用于离心通风机设计系统。

鉴于传统通风机的设计方法始终是以人为主体，设计环境由手工计算工具、绘图仪器和以纸为载体的资料构成，不论是复杂的计算，还是精细的制图，都必须由设计者亲自来完成。

我们采用了CAD技术来进行辅助设计，减少手工绘图时间、提高绘图效率，进而能够促进设计工作的规范化，系列化和标准化。

设计过程中我们采用分工设计、合作完成的原则，小组合作共同完成CG150 离心式通风机的设计全过程。

本文主要论述了通风机中定子组的设计，完成了对定子筒体、法兰、底座箱体、进气室、回流器、扩压器、蜗壳等重要零部件的设计，进行计算并根据计算绘制CAD机械图。

关键词：离心式，通风机，CAD，定子，蜗壳离心通风机毕业论文AbstractOn the foundation of the lectotype that absorbs the design experience of domestic and international fan, base on the similar design of centrifugal fan, the design system of lectotype of centrifugal ventilator is established. In view of the tradition fanner’s design method ,all along withal human for these .design environment is made up by hand computation instrument、drawing instrument and withal paper for bearer and so on. The complicated count and the refined protraction must be completed by the designer .We adopt CAD technology to decrease the time of handwork plot,improve the efficiency of plot,so that it can acquire standardization , serialization and standardize for the design.We adopt division of labour design, principle of cooperative finish in the design process,and complete the design of CG150 centrifugal fan by groups working together.The text mostly discuss the stator team’s design of plete the most importantly design of stator shell,flange,bed case body,intake chamber,circumfluence ware,diffuser ,volute and so on. And then to make calculation and draw CAD machine instrument graphique by the result of calculation.Keywords: centrifugal type，fanner，CAD，stator，volute离心通风机毕业论文第一章概述 .......................................................... . (6)1.1 离心通风机的应用及发展状况 (6)1.2 论文主要工作 .......................................................... (8)1.3 选择课题的意义 .......................................................... .. (9)第二章通风机技术简介........................................................... (10)2．1 通风机的型号与规格 (10)2.1.1 离心通风机型号编制规则 (10)2.1.2 轴流通风机型号编制规则 (14)2 .2 通风机的分类 .......................................................... (16)2.2.1按工作原理分类 ..........................................................162.2.2按产生的压强高低分类 (21)第三章通风机的结构形式和重要参数 (22)3 .1 通风机的结构形式 .......................................................... . (22)3.1.1 离心通风机的结构形式 (22)3.1.2 轴流通风机的结构形式 (25)3 .2 通风机的主要零部件 ..........................................................273.2.1 叶轮 .......................................................... . (27)3.2.2 机壳 .......................................................... . (30)3.2.3 进气箱 .......................................................... (30)3.2.4 前导器 .......................................................... (31)3.2.5 扩散器 .......................................................... (31)3. 3 通风机重要参数 .......................................................... .. (32)第四章 CG150离心式通风机的设计 (35)4. 1 工作原理 .......................................................... (35)4. 2 设计的任务和要求 .......................................................... .. 374. 3 转子部件的确定 .......................................................... (43)离心通风机毕业论文4. 3.1 叶轮尺寸的确定 (43)4. 3.2 叶片形状的确定 (44)4. 4 进气装置 .......................................................... (46)4. 4.1 无叶扩压器 .......................................................... (46)4 .4.2 进气室 .......................................................... .. (47)4. 4.3 进气口(或集流器) (48)4. 4.4 进口导流器 .......................................................... (49)4. 5 蜗壳设计 .......................................................... (50)4. 5.1概述 .......................................................... . (50)4. 5.2 基本假设 .......................................................... .. (51)4. 5.3 蜗壳内壁型线 ..........................................................514．5．4 蜗壳宽度B (54)4．5．5 蜗壳内壁型线实用计算 (55)4．5．6 蜗壳出口长度及扩压器 (56)4．5．7 蜗舌 .......................................................... . (57)4．5．8 数据计算 .......................................................... (58)4 . 6 法兰设计 .......................................................... . (61)4. 6 .1对法兰连接的基本要求 (61)4. 6. 2法兰的分类与结构 (61)4. 6. 3我们主要采用Timoshenko方法方法来进行设计 .. 624. 7箱体的设计 .......................................................... .. (66)感谢 .......................................................... . (69)参考文献 .......................................................... .. (70)离心通风机毕业论文1 概述1.1 离心通风机的应用及发展状况通风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把原动机的机械能转变成气体能量的一种机械。

(完整版)离心风机选型计算
离心风机选型计算
离心风机是一种常用的工业设备，用于输送空气、排除粉尘和
废气。

选用适当的离心风机对于确保工业生产的正常运行非常重要。

本文将介绍离心风机的选型计算方法。

1. 功率计算
离心风机的功率计算需要考虑以下几个因素：
- 风量（Q）：风机输送的空气体积流量，单位为立方米/小时（m³/h）。

- 风压（ΔP）：风机输送空气所需的压力，单位为帕斯卡（Pa）。

- 效率（η）：风机的机械效率，通常以百分比表示。

根据风机的功率公式，可以计算出离心风机的功率（P）：
P = (Q * ΔP) / (3600 * η)
2. 风机选择
在选型时，首先需要确定所需的风量和风压。

根据工业生产中的需要，计算出所需的风量和风压值。

然后，根据所需的风量和风压值，结合实际操作条件，选择适当的离心风机型号。

在选择时，需要考虑以下因素：
- 风机的工作点：风机的风量和风压工作点应该位于风机的性能曲线范围内。

- 经济性：选择经济性优良的风机型号，平衡性能与成本。

3. 检验计算结果
在选型计算完成后，需要进行检验以确认选型结果的合理性。

可以将选型结果与实际工程应用情况进行比较和核实。

如果选型结果与实际情况相符合，即可确认选型计算的准确性。

4. 总结
离心风机选型计算是确保工业生产正常运行的关键步骤。

在进行计算时，需要充分考虑风量、风压和效率等因素，并结合实际操作条件进行选择。

最后，通过检验计算结果的合理性来确认选型计算的准确性。

第四节通风机的实际特性曲线一、通风机的工作参数表示通风机性能的主要参数是风压H、风量Q、风机轴功率N、效率 和转速n 等。

（一）风机(实际)流量Q风机的实际流量一般是指实际时间内通过风机入口空气的体积，亦称体积流量（无特殊说明时均指在标准状态下），单位为,或。

（二）风机(实际)全压H f与静压H s通风机的全压H t是通风机对空气作功，消耗于每1m3空气的能量（N·m/m3或Pa），其值为风机出口风流的全压与入口风流全压之差。

在忽略自然风压时，H t用以克服通风管网阻力h R和风机出口动能损失h v，即H t=h R+h V,4—4—1克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压H S，PaH S=h R=RQ24-4-2因此H t=H S+h V4-4-3(三）通风机的功率通风机的输出功率（又称空气功率）以全压计算时称全压功率N t，用下式计算：N t=H t Q×10-3 4—5—4用风机静压计算输出功率，称为静压功率N S，即N S=H S Q×10—3 4-4-5因此，风机的轴功率，即通风机的输入功率N（kW）,4—5—6或4-4-7式中ηt、ηS分别为风机折全压和静压效率。

设电动机的效率为ηm,传动效率为ηtr时，电动机的输入功率为N m,则4-4-8二、通风系统主要参数关系和风机房水柱计（压差计）示值含义掌握矿井主要通风机与通风系统参数之间关系，对于矿井通风的科学管理至关重要。

为了指示主要通风机运转以及通风系统的状况，在风硐中靠近风机入口、风流稳定断面上安装测静压探头，通过胶管与风机房中水柱计或压差计（仪）相连接，测得所在断面上风流的相对静压h。

在离心式通风机测压探头应安装在立闸门的外侧。

水柱计或压差计的示值与通风机压力和矿井阻力之间存在什么关系？它对于通风管理有什么实际意义？下面就此进行讨论。

1、抽出式通风1）水柱（压差）计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系如图4-4-1，水柱计示值为4断面相对静压h4，h4（负压）=P4-P04(P4为4断面绝对压力，P04为与4断面同标高的大气压力）。

离心风机静载荷计算一、离心风机静载荷的概念离心风机是一种将动力机械的动能转换为流体能量的设备，用于输送气体或气体与固体混合物的流体机械。

离心风机的静载荷是指离心风机在运行过程中所受到的静力作用力，是评估离心风机工作性能和结构强度的重要参数。

二、离心风机静载荷计算方法离心风机的静载荷计算涉及到离心力、气体压力、风机叶轮的结构强度等多个因素。

以下是一种常用的离心风机静载荷计算方法：1. 确定气体流量和压力首先需要确定离心风机所需输送的气体流量和压力。

流量可以根据应用需求和系统参数计算得出，压力可以通过测量或估算获得。

2. 计算离心力离心力是离心风机叶轮所受到的主要载荷，它是由于气体在叶轮上产生的动量变化所引起的。

离心力的计算可以通过下述公式进行：F = m * ω^2 * r其中，F为离心力，m为气体质量，ω为叶轮转速，r为叶轮半径。

3. 考虑气体压力对载荷的影响在实际工作中，气体流动时会产生压力变化，这会对离心风机叶轮产生附加载荷。

根据气体流动的特性和叶轮的结构，可以通过相关的公式计算出气体压力对载荷的影响。

4. 考虑离心风机叶轮的结构强度离心风机叶轮在运行过程中承受着离心力和气体压力的作用，因此需要具备足够的结构强度以抵抗这些载荷。

叶轮的结构强度可以通过有限元分析等方法进行计算和优化。

5. 综合考虑其他因素除了上述因素外，离心风机的静载荷还受到其他因素的影响，如运行环境温度、材料强度、安装方式等。

这些因素也需要在计算中综合考虑。

三、离心风机静载荷的应用离心风机静载荷的计算结果可以用于评估离心风机的工作性能和结构强度，对离心风机的设计、选型和运行具有重要意义。

在实际应用中，可以根据计算结果对离心风机进行优化，提高其工作效率和可靠性。

总结：离心风机静载荷的计算是评估离心风机工作性能和结构强度的重要环节。

通过确定气体流量和压力，计算离心力，考虑气体压力对载荷的影响，以及综合考虑其他因素，可以获得准确的离心风机静载荷计算结果。

最全的风机计算公式，学习了！⼀、风机计算单位压⼒: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、mmaq、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”。

转速：风机转⼦旋转速度。

常以n来表⽰、其单位⽤r/min(r表⽰转速，min表⽰分钟)。

功率：驱动风机所需要的功率。

常以N来表⽰、其单位⽤Kw。

⼆、风机常⽤参数、技术要求⼀般通、引风机：全压P=…Pa、流量Q=…m3/h、海拔⾼度（当地⼤⽓压）、传动⽅式、输送介质(空⽓可不写)、叶轮旋向、进出⼝⾓度(从电机端正视)、⼯作温度T=…℃(常温可不写)、电动机型号等。

⾼温风机及其它特殊风机：全压P=…Pa、流量Q=…m3/h、进⼝⽓体密度Kg/m³、传动⽅式、输送介质(空⽓可不写)、叶轮旋向、进出⼝⾓度(从电机端正视)、⼯作温度T=.....℃、瞬时最⾼温度T=…℃、进⼝⽓体密度□Kg/m³、当地⼤⽓压(或当地海拨⾼度)、含尘浓度、风机调节门、电动机型号、进出⼝膨胀节、整体底座、液⼒偶合器(或变频器、液体电阻启动器)、稀油站、慢转装置、执⾏器、启动柜、控制柜等。

风机常需⽤的计算公式：1、轴功率:轴功率计算注:0.8是风机效率,是⼀个变数,0.98是⼀个机械效率也是⼀个变数（直连传动风机为1；联轴器联接转动为0.98；⽪带传动风机为0.95；）2、风机全压：(未在标准情况下修正)风机全压计算式中:P1=⼯况全压(Pa)、P2=设计标准压⼒(或表中全压Pa)、B=当地⼤⽓压(mmHg)、T2=⼯况介质温度℃、T1= 表中或未修正的设计温度℃、760mmHg=在海拔0m,空⽓在20℃情况下的⼤⽓压。

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。

离心式通风机型负载公式
轴功率=(风量*风压)/3600*风机的内效率*1000*机械传递效率。

风机内效率=0.7-0.8；机械传递效率：D式=0.98；C式=0.92。

如果是V带传动的话可以降低风机主轴的转速，以此来减小电机的功率。

在进气条件不变的情况下，转速与轴功率的关系、流量与轴功率的关系、压力与轴功率的关系公式如下：
n0/n1=3√P0/P1；Q0/Q1=3√P0/P1；√p0/p1=3√P0/P1。

n0-已知转速；P0-已知功率；Q0-已知流量；p0-已知压力；√-根号。

一、离心式通风机的声功率级估算公式为：
Lw = Lwc + 10lg(QH2) - 20
式中：Lwc——风机的比声功率级，定义为在单位风量（1m³/h）、单位风压（10Pa）工况下风机的声功率级，dB；Q——风机风量，m³/h；H——风机全压，Pa。

1）当未知风机比声功率级时，离心风机声功率级可按下式估算（误差在±4dB以内）：
Lw = 5 + 10lgQ + 20lgH
2）当已知风机的功率P(kW)和风压H（Pa）时，离心风机声功率级可按下式估算：
Lw = 67 + 10lgP + 10lgH
当获得风机声功率级后，可按下式计算风机各倍频带的声功率级(Lw)Hz：
(Lw)Hz = Lw + △b
式中：△b一一通风机各频带声功率级修正值(dB)，见下表。

1.全压通风机的全压定义为通风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。

气流在某一点或某一截面上的全压等于该点或该截面上的动压与静压之和。

2.动压通风机的动压定义为：通风机出口截面上气体的动能所表征的压力。

或：动压是将气体从零速度加速至某一速度所需的压力。

动压与气流的动能成正比.动压只作用于气流方向，并且永远是正值.Pd＝0.5×ρV%*p2%*p%*b式中Pd＝动压 Paρ＝气体密度 kg/m%*p3%*p%*bV=速度 m/s.3.静压通风机的静压定义为通风机的全压减去通风机的动压。

实际上静压是气流中某一点的或充满气体的空间某点的绝对压力与大气压力之压力差，该点的压力高于大气压力时为正值，低于时则为负值。

静压能作用于气体的各个方向，与速度无关，是气体中的潜能的量度。

Ps＝P%*p%*pt%*b-Pd式中Ps＝静压 PaPt＝全压 PaPd＝动压 Pa4.流量风机的流量是指在单位时间内流过风机的气体容积。

单位有m3/h 、m3/min 、m3/s 。

在国内通风机习惯上用m3/h，而鼓风机习惯上用m3/min ，但在通风机的设计和性能计算中大多用m3/s。

必须注意的是，通风机的容积流量是特指通风机“进口处”的容积流量，因为通风机在各通流截面上的压力不同，流过各通流截面的容积流量也会随之不同。

5.转速通风机的转速是指风机叶轮单位时间内的旋转速度，一般称为角速度，习惯上用n表示，以每分钟的旋转数为单位（r/min)。

6.轴功率通风机的轴功率是指风机实际需要的功率。

它包括风机的内功率和轴承及传动装置的机械损失。

轴功率也被称为通风机的输入功率，实际上是电机的输出功率。

7.通风机的效率（1）通风机的全压内效率η%*p%*pin%*b通风机的全压内效率η%*p%*pin%*b等于通风机全压有效功率与内部功率的比值。

（2）通风机的静压内效率η%*p%*ps.in%*b通风机的静压内效率η%*p%*ps.in%*b等 于通风机静压有效功率与内部功率的比值。

第一章离心式通风机通风机是一种驱动空气或其他气体流动的机械。

一般用做输送气体或使气体流动更新环境空气，用于通风换气、降温、降尘，是工业部门的重要设备。

目前国内的通风机，基本上都有系列产品供使用部门选用。

例如，锅炉用通风机是锅炉机组配套辅机，它对锅炉机组的安全经济运行有着极为重要的作用；在船上往往用作货舱、机炉舱内通风之用；在空调装置中，离心式通风机是一种重要的设备，它把大量的空气流经蒸发器后变成冷风经管路送至各有关空间。

一般对它的要求是机组本身的噪声要小，所以在建筑物中通风设备往往装在一个单独的小空间内，使它的噪声不致外传。

另外它的排出口端与管路联接时，其间装一帆布接头或石棉做的接头（防火），其目的是使风机部分噪声与管路隔断，否则噪声会由管路传到各有关空间。

1.1 离心式通风机的分类及主要零件1.1.1 离心式通风机的分类按离心式风机所产生压力不同可以分为：1)通风机：压力在15000Pa（=1500公斤／米2（毫米水柱））以下；由于风压较低，一般认为气体通过它时输送的是不可压缩的流体，即气体的密度视为常数。

2)鼓风机：压力在15000Pa至0.3MPa之间，因压力变化较大，所以要考虑气体的压缩性。

但温度变化不大，故一般不装冷却设备。

3)压缩机：压力在0.3MPa以上。

因压力变化大、温升也高，故需考虑气体的压缩性，又要装冷却设备。

按通风机所产生的压力可分为：3203211) 低压通风机：压力低于1000Pa ，一般用于锅炉舱或其它舱室通风用；2) 中压通风机：压力在100~300毫米水柱范围内，一般用于锅炉送风或引风设备；3) 高压通风机：压力在300~1500毫米水柱范围内。

按通风机的装置可分为：1) 送气式：排出管路与房间相连接，通风机将新鲜空气输入房间；2) 抽气式：吸入管路与房间相连接，通风机吸入房间中的污浊空气并将其排至大气中。

1.1.2 离心式风机的主要部件1.1.2.1 叶轮型式在离心泵中，叶轮仅做成后弯式叶片的型式。

仅供个人参考 不得用于商业用途 Forpesnauseonysudyandresachnofrcmmercause

蚅风机的全压与静压性能曲线 蒃1、风机的全压、静压和动压 螀水泵扬程计算式是根据水泵进出口的能量关系，对单位重量液体所获得的能量建立的关系式，即

膈 H =（Z2-Z1）+gpp12+gvv22122（m）

肆对于水泵，（Z2-Z1）+gvv22122gpp12。故在应用中，水泵的扬程即全压等于静压，也就是水泵单位重量液体获得的总能量可用压能表示。

羁建立风机进出口的能量关系式，同气体的位能g(Z2-Z1)可以忽略，得到单位容积气体所获能量的表达式，即

蕿 12ppp（2222vpst）-（2121vpst） (N/㎡) (4—1)

芈即风机全压p等于风机出口全压2p与进口全压1p之差。风机进出口全压分别等于各自的静压1stp、2stp与动压212v、222v之和。式（1）适用于风机进出口不直接通大气（即配置有吸风管和压风管）的情况下，风机性能试验的全压计算公式。该系统称为风机的进出口联合实验装置，是风机性能试验所采用的三种不同实验装置之一。

芃风机的全压p是由静压stp和动压dp两部分组成。离心风机全压值上限仅为1500mm（14710Pa），而出口流速可达30m/s左右；且流量Q（即出口流速2v）越大，全压p就越小。因此，风机出口动压不能忽略，即全压不等于静压。例如，当送风管路动压全部损失（即出口损失）的情况下，管路只能依靠静压工作。为此，离心风机引入了全压、静压和动压的概念。

蚃风机的动压定义为风机出口动压，即 仅供个人参考 不得用于商业用途 芈 22221vppdd (N/㎡) （4—2） 莈风机的静压定义为风压的全压减去出口动压，即 蚄 21222121122vPpvppppststdst (N/㎡) （4—3） 肁风机的全压等于风机的静压与动压之和，即 莁 2dstppp (N/㎡) （4—4）