一种离心式风机的设计方法及其结构技术

本发明专利技术涉及一种离心式风机的设计方法及其结构，包括呈圆形板状的叶盘和与所述叶盘固定连接的叶片组，所述叶片组的截面呈环形，所述叶片组的内径为134mm，所述叶片组的外径为257mm，所述叶片组包括多个沿换向阵列设置的前向叶片，所述前向叶片的内侧高度为65.6mm，所述前向叶片的外侧高度为34.2mm。本发明专利技术通过对叶轮的尺寸结构进行设计，所设计出的叶轮径向尺寸小，进而保证了离心风机结构的紧凑性，同时可保证风机输出较高的风压。

【技术实现步骤摘要】
一种离心式风机的设计方法及其结构
本专利技术涉及风机领域，具体涉及一种离心式风机的设计方法及其结构。
技术介绍
目前，大部分离心式风机的叶轮结构的叶片采用径向结构安装。即：叶片在叶盘上按照叶盘的轮廓圆的径向分布安装。但现有径向型分布安装叶片的叶轮结构的离心式风机，径向型尺寸比较大，不适合在一些径向尺寸狭窄的地方安装使用离心式风机，而且同等径向尺寸的离心式风机的出口处的风压比较小。
技术实现思路
本专利技术提供了一种离心式风机的设计方法及其结构，其可以缩小离心式风机径向尺寸且结构紧凑、叶轮的转动惯量小、出口风压高。为实现上述目的，本专利技术提供了一种离心式风机的设计方法，包括如下步骤：S1、设计风机技术参数：依次确定风机的：出风口径、工作功率、转速、出风口风压和出风口流量；S2、确定风机的类型：根据风机的技术参数确定风机的类型；S3、选择风机叶片出口角β2A；S4、计算叶轮外径D2：依据下式计算叶轮外径D2：S5、分别计算风机叶轮入口直径D0和风机叶片入口直径D1；D1＝0.99×D0；S6、叶片入口宽度b1：S7、叶片入口角度β1A；S8、叶片数目确定；S9、计算叶片出口宽度:其中：n为电机的额定转速；u2为叶轮圆周速度，K0为气体在风机入口分离流动损失系数。作为优选方案，所述步骤S1中设计风机技术参数如下：出风口径为：70mm；工作功率为：550W；转速为：2800r/min；出风口风压为：1.20×10-3MPa；出风口风量为：30.56×10-2m3/s；所述步骤S2中通过下式计算转速比为42.06，并通过转速比确定风机类型为单吸式叶轮结构；所述步骤S3中β2A＝1.74rad，选取叶片的初选全压系数其中：q为出风口风量，p为出风口风压。作为优选方案，所述步骤S4中先计算叶轮圆周速度u2，然后根据所技术出的圆周速度计算叶轮的外径D2，其中：式中：所述ρ为风的密度；为初选全压系数，作为优选方案，所述步骤S5中先计算流量系数和全压系数，然后根据流量系数和全压系数计算风机叶轮入口直径D0和风机叶片入口直径D1，其中：D1＝0.99×D0＝134(mm)式中：φ为流量系数，为全压系数。作为优选方案，所述步骤S6中先计算流量qsc，然后根据流量qsc计算叶轮入口速度c0，最后根据叶轮入口速度c0计算叶片入口宽度b1，其中：式中，ηv为容积效率，ηv＝0.94。作为优选方案，所述步骤S7中选定叶片入口角度β1A＝0.785rad，步骤S8中确定叶片数目Z＝12,步骤S9中计算叶片出口宽度b2＝34.20mm。为实现上述相同目的，本专利技术提供了一种用于风机的叶轮，包括呈圆形板状的叶盘和与所述叶盘固定连接的叶片组，所述叶片组的截面呈环形，所述叶片组的内径为134mm，所述叶片组的外径为257mm，所述叶片组包括多个沿换向阵列设置的前向叶片，所述前向叶片的内侧高度为65.6mm，所述前向叶片的外侧高度为34.2mm。作为优选方案，所述前向叶片的入口角度为0.785rad，所述前向叶片的数量为12。作为优选方案，所述前向叶片通过柳钉与所述叶盘固定连接。为实现上述相同目的，本专利技术提供了一种离心式风机，包括呈圆柱状的风机壳体、出风管道和上述技术方案所述的叶轮，所述风机壳体的端面设有进风口、所述风机壳体的侧壁设有出风口，所述叶轮设置于所述壳体内，所述出风管道的一端与所述风机壳体的出风口连接。上述技术方案所提供的一种离心式风机的设计方法及其结构，通过对叶轮的尺寸结构进行设计，所设计出的叶轮径向尺寸小，进而保证了离心风机结构的紧凑性，同时可保证风机输出较高的风压。附图说明图1为叶轮的结构示意图；图2为离心式风机的结构示意图；图3为离心式风机的建模图；图4为离心式风机压力的仿真分析图。其中：1、前向叶片；2、柳钉；3、叶盘；4、风机壳体；5、出风管道。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。上述技术方案所提供的一种离心式风机的设计方法及其结构，通过对叶轮的尺寸结构进行设计，所设计出的叶轮径向尺寸小，进而保证了离心风机结构的紧凑性，同时可保证风机输出较高的风压。本实施例所提供的一种离心式风机的设计方法，包括如下步骤：S1、设计风机技术参数：依次确定风机的：出风口径、工作功率、转速、出风口风压和出风口流量；S2、确定风机的类型：根据风机的技术参数确定风机的类型；S3、选择风机叶片出口角β2A；S4、计算叶轮外径D2：依据下式计算叶轮外径D2：S5、分别计算风机叶轮入口直径D0和风机叶片入口直径D1；D1＝0.99×D0；S6、叶片入口宽度b1：S7、叶片入口角度β1A；S8、叶片数目确定；S9、计算叶片出口宽度:其中：n为电机的额定转速；u2为叶轮圆周速度，K0为气体在风机入口分离流动损失系数。本实施例所设计的风机主要用于炉灶吹风，炉灶吹风设备的结构要求紧凑而风压和风量要求较高，本实施例通过对叶轮的尺寸结构进行设计，所设计出的叶轮径向尺寸小，进而保证了离心风机结构的紧凑性，同时可保证风机输出较高的风压。具体地，所述步骤S1中设计风机技术参数如下：风机壳体的外形尺寸(高×长)为330mm×354mm，出风口径为：70mm；工作功率为：550W；工作电压为：220V；转速为：2800r/min；出风口风压为：1.20×10-3MPa；出风口风量为：30.56×10-2m3/s；所述步骤S2中通过下式计算转速比ns为42.06，由于转速比在40～65之间，故确定风机类型为单吸式叶轮结构，本实施例中，为增加风量，所设计的风机采用前向叶片；由于炉灶吹风机输送气流中会有灰尘，采用平板叶片有利于降低其磨损，因此所述步骤S3中β2A＝1.74rad，选取叶片的初选全压系数其中：q为出风口风量，p为出风口风压。本实施例中，所述步骤S4中先计算叶轮圆周速度u2，然后根据所技术出的圆周速度计算叶轮的外径D2，其中：式中：所述ρ为风的密度；为初选全压系数，此外，所述步骤S5中先计算流量系数和全压系数，然后根据流量系数和全压系数计算风机叶轮入口直径D0和风机叶片入口直径D1，其中：D1＝0.99×D0＝134(mm)式中：φ为流量系数，为全压系数。所述步骤S6中先计算流量qsc，然后根据流量qsc计算叶轮入口速度c0，最后根据叶轮入口速度c0计算叶片入口宽度b1，其中：式中，ηv为容积效率，ηv＝0.94。所述步骤S7中选定叶片入口角度β1A＝0.785rad，步骤S8中确定叶片数目Z＝12,步骤S9中计算叶片出口宽度b2＝34.20mm。通过上述结构设计，建立风机的结构模型如图3所示，并通过Solidworks软件的FlowSimulation流体仿真模块对所建立的模型进行仿真分析，以验证所设计的风机结构的正确性，其中，仿真的相应模拟参数为：风机流量q＝30.5×10-2m3/s，温度t＝25℃，黏度μ＝18.448×10-6Pa·s，密度ρ＝1.169kg/m3，进口速度c0＝24.4m/s。风机进口处采用质量入口的边界条件，出口处采用压力出口的边界条件，出口处静压取零。如图4，为离心式风机压力的仿真分析图，从以上模拟分析结果可以发现：叶片在叶轮上的安装角度对离心风机有明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心式风机的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、设计风机技术参数：依次确定风机的：出风口径、工作功率、转速、出风口风压和出风口流量；S2、确定风机的类型：根据风机的技术参数确定风机的类型；S3、选择风机叶片出口角β2A；S4、计算叶轮外径D2：依据下式计算叶轮外径D2：

【技术特征摘要】
1.一种离心式风机的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、设计风机技术参数：依次确定风机的：出风口径、工作功率、转速、出风口风压和出风口流量；S2、确定风机的类型：根据风机的技术参数确定风机的类型；S3、选择风机叶片出口角β2A；S4、计算叶轮外径D2：依据下式计算叶轮外径D2：S5、分别计算风机叶轮入口直径D0和风机叶片入口直径D1；D1＝0.99×D0；S6、叶片入口宽度b1：S7、叶片入口角度β1A；S8、叶片数目确定；S9、计算叶片出口宽度:其中：n为电机的额定转速；u2为叶轮圆周速度，K0为气体在风机入口分离流动损失系数。2.根据权利要求1所述的离心式风机的设计方法，其特征在于，所述步骤S1中设计风机技术参数如下：出风口径为：70mm；工作功率为：550W；转速为：2800r/min；出风口风压为：1.20×10-3MPa；出风口风量为：30.56×10-2m3/s；所述步骤S2中通过下式计算转速比为42.06，并通过转速比确定风机类型为单吸式叶轮结构；所述步骤S3中β2A＝1.74rad，选取叶片的初选全压系数其中：q为出风口风量，p为出风口风压。3.根据权利要求2所述的离心式风机的设计方法，其特征在于，所述步骤S4中先计算叶轮圆周速度u2，然后根据所技术出的圆周速度计算叶轮的外径D2，其中：式中：所述ρ为风的密度；为初选全压系数，4.根据权利要求3所述的离心式风机的设计方法，其特征在于，所述步骤S5中先计算流量系数和全压系数，然后根据流量系数和...

【专利技术属性】
技术研发人员：程伟，
申请(专利权)人：广东工业大学华立学院，
类型：发明
国别省市：广东,44