引射式离心风机制造技术

本发明专利技术涉及一种引射式离心风机。该风机主要包括离心式风机、过渡段风道和喷嘴三部分，其喷嘴包括截面由矩形转圆风道段与截面由圆转花瓣形风道段组成，各部分之间平滑密封连接。其特征在于在传统离心风机矩形截面出口的基础上增加一段过渡段风道和喷嘴，使得气流在离开叶轮时不被分散，气流更加集中、速度分布更加均匀；在过渡段风道可以使风机径向出来有一定偏角的气流缓变至平行于风道外壁，避免气流逆压力梯度流动，降低流动阻力，减少出口流动损失；喷嘴渐缩部分使得气流速度增加，静压降低，可以在截面由圆转花瓣形风道段引射一部分外壁面的静止的气体，从而在相同工作条件下增大风机流量。

【技术实现步骤摘要】
引射式离心风机
本专利技术专利涉及一种引射式离心风机，属于离心风机

技术介绍
随着风机行业的不断发展，到目前为止，风机广泛应用于各个领域，各个工业部门。市面上，离心式风机和轴流式风机应用最为常见。前者主要适用于小流量、高压力的场所，而后者主要适用于大流量、低压力的环境中。离心式风机在工作中，气流由风机轴向进入叶片空间，经过叶片驱动，沿径向离开叶轮，通过设计的出口风道离开风机。离心式风机连接的进、出口风道设计不合理是造成风机出力、效率偏低的一个重要原因。传统的离心式风机未设置合理的出口风道，仅仅是一个很短的矩形截面风道段作为其出口风道，在叶片的出口处，沿着周向气流的速度和压力都是不均匀的，在出口处的核心流将会分散，减小风机送风距离，出口风速的方向也会偏离预设方向，气流在离开矩形截面出口时的方向不会垂直截面，会有一定量向风机中心线的偏转角。因此，为了解决出口风道设计不合理的问题，有必要将现有设计进行改良，设计一种带导流过渡段和引射气流的出口风道的风机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为了克服上述现有技术的不足，设计一种在出口处引导气流合理流动、增加送风量和稳定核心流速度分布的引射式离心风机。本专利技术的技术方案是这样实现的，该引射式离心风机由离心式风机、过渡段风道和喷嘴三部分组成；其中离心式风机由风机主体和风机出口组成，喷嘴是由截面由矩形转圆风道段与截面由圆转花瓣形风道段组成，风机出口通过相切平滑过渡方式连接过渡段风道，过渡段风道另一侧与喷嘴平滑连接。本专利技术在传统的离心式风机矩形截面出口布置过渡段风道和喷嘴，其喷嘴包括截面由矩形转圆风道段和截面由圆转花瓣形风道段组成，各部分之间平滑密封连接。这样布置使得气流在离开离心风机的矩形截面出口时不被分散，气流更加集中、速度分布均匀；在过渡段风道中可以使风机径向出来有一定偏角的气流缓变至平行于风道外壁，避免气流逆压力梯度流动，降低流动阻力，减少出口流动损失；喷嘴风道渐缩部分使得气流速度增加，静压降低，可以在花瓣截面段引射一部分外壁面的静止的气体，从而在相同工作条件下增大风机流量。所述的一种引射式离心风机，其特征在于：过渡段风道的截面形状和面积不变，过渡段风道的路径规律是两段圆弧相切连接，靠近风机出口的那段圆弧与风机出口截面垂直，靠近喷嘴的那段圆弧与喷嘴进口截面垂直；过渡段风道的出口截面与风机出口截面平行。这样设计的主要作用是使风机径向出来有一定偏角的气流缓变至平行于风道外壁，避免气流逆压力梯度流动，降低流动阻力，减少出口流动损失。所述的一种引射式离心风机，其特征在于：喷嘴截面由矩形转圆风道段的截面形状逐渐由矩形向圆形变化，矩形截面的面积与圆形截面面积相等。这样设计的主要作用是使气流在风道截面上的速度分布更加均匀，不会出现流线之间相互挤压的现象，为下一段风道的流动起到过渡作用。所述的一种引射式离心风机，其特征在于：喷嘴后一段风道截面由圆转花瓣形风道的截面形状逐渐由圆形向花瓣形形状变化，圆形截面的面积与花瓣形截面相等；花瓣形状截面的每片花瓣中心线与相邻的花瓣中心线围成的角度相等。这样设计的主要作用在于风道渐缩部分可以使得气流速度增加，静压降低，可以在外壁面引射一部分静止的气体。所述的一种引射式离心风机，其特征在于：花瓣形状截面的每片花瓣的高度与最宽处长度的比列为1-1.5。这样设计可以让离心式风机在相同工作条件下增大风机流量。附图说明图1是本专利技术专利的一种引射式离心风机的结构示意图；图2是本专利技术专利的一种引射式离心风机的平面结构示意图；图3是喷嘴和过渡段风道相连接的平面结构示意图；图4是喷嘴花瓣形截面的结构示意图；图5喷嘴的结构示意图，其中（a）喷嘴三维图，（b）喷嘴侧视图，（c）喷嘴出口处的正视图；图6喷嘴出口流场的速度等值线图（比值为1）。图7喷嘴出口流场的速度等值线图（比值为1.5）。图中标号名称：1-风机；2-过渡段风道；3-喷嘴；11-风机主体；12-风机出口；21-路径线；31-截面由矩形转圆风道段；32-截面由圆转花瓣形风道段；321-花瓣形状截面的花瓣；322-两片花瓣之间的区域；3211-花瓣的高；3212-花瓣最宽处的长度；323-两个相邻花瓣中心线的夹角具体实施方法下面结合附图对本专利技术进一步说明。请参阅附图1和2所示，一种引射式离心风机由离心式风机1、过渡段风道2和喷嘴3三部分组成。离心式风机1由风机主体11和风机出口12组成，喷嘴3是由截面由矩形转圆风道段31和截面由圆转花瓣形风道段32组成，各部分平滑密封连接。风机出口12通过相切平滑过渡方式连接过渡段风道2，过渡段风道2另一侧与喷嘴3平滑连接。请参阅附图3所示，过渡段风道2的截面变化路径线21，此线的变化规律由两个圆弧相切连接组成，靠近风机出口12的那段圆弧与风机出口截面垂直，靠近喷嘴3的那段圆弧与喷嘴进口截面垂直。请参阅附图4所示，花瓣形状截面的每片花瓣321中心线与相邻的花瓣321中心线围成的夹角323的角度相等，花瓣321的高度3211与最宽处的长度3212的比值为1-1.5。风机送风出口上装设特制的过渡段风道2和喷嘴3，由风机轴向入口被吸入的气流经过叶轮做功后沿径向离开叶轮，在风机矩形截面出口12内流动到过渡段风道2，此段风道的作用是把原本分散与有一定偏转角的气流缓变至平行于过渡段风道2外壁，使气流更加集中、速度分布更加均匀，避免逆压力梯度流动，使其降低流动阻力，减少出口流动损失。当气流流至截面由圆转花瓣形风道段32时，花瓣形状截面的每片花瓣的区域321内气流的速度增加，静压降低，可以引射一部分在两片花瓣之间的区域322，即喷嘴3外壁面静止的气体，从而在相同工作条件下与传统风机相比增大气体的流量。计算机仿真模拟实验验证数值模拟是研究流体流动的有力工具，许多研究机构在一项新结构或新技术预研阶段都会对该新结构或新技术进行数值模拟研究。数值模拟可以利用计算流体力学对风机的复杂流动问题的模拟计算，通过数值离散求解流体运动方程，揭示风机流动机理和流动规律。通过数值模拟实验方法验证得到：本专利技术所设计的喷嘴相对于传统的矩形截面出口，具有更大的流动速度，更远的射程，更加均匀的速度分布，更加稳定的核心流。对于两组不同的喷嘴花瓣形截面每片花瓣高度与最宽处长度比值作仿真，研究所设计的喷嘴对流动改善的效果。两组不同的花瓣高度与最宽处长度的比值分别为1和1.5。在fluent软件中对边界条件做如下设置：流体选用不可压缩的空气，喷嘴进口截面采用速度进口，进口流速为6m/s，与某传统风机矩形截面出口的送风平均速度相同；对喷嘴出口以外1m3的空间中流体流动进行数值模拟，参考压力1atm；喷嘴壁面设置为光滑无滑移壁面。对喷嘴出口以外1m3的空间中截面速度场进行分析，得到的结果如图6和图7所示，其中图6为花瓣高度与最宽处长度的比值为1时的模拟结果，图7为花瓣高度与最宽处长度的比值为1.5时的模拟结果。以流速0.5m/s为边界考虑喷嘴出口流场速度的分布情况，由图6和图7所示的速度场等值线图可以看出，喷嘴出口流体均匀性相较没有喷嘴更好，新型喷嘴也会对周围流场中流体有卷吸作用。喷嘴核心流速分布均匀，由此可知气流在离开叶轮时不被分散，气流更加集中、速度分布更加均匀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种引射式离心风机，其特征在于：该引射式离心风机由离心式风机（1）、过渡段风道（2）和喷嘴（3）三部分组成；其中离心式风机（1）由风机主体（11）和风机出口（12）组成，喷嘴（3）是由截面由矩形转圆风道段（31）与截面由圆转花瓣形风道段（32）组成，风机出口（12）通过相切平滑过渡方式连接过渡段风道（2），过渡段风道（2）另一侧与喷嘴（3）平滑连接。

【技术特征摘要】
1.一种引射式离心风机，其特征在于：该引射式离心风机由离心式风机（1）、过渡段风道（2）和喷嘴（3）三部分组成；其中离心式风机（1）由风机主体（11）和风机出口（12）组成，喷嘴（3）是由截面由矩形转圆风道段（31）与截面由圆转花瓣形风道段（32）组成，风机出口（12）通过相切平滑过渡方式连接过渡段风道（2），过渡段风道（2）另一侧与喷嘴（3）平滑连接。2.根据权利要求1所述的引射式离心风机，其特征在于：所述的过渡段风道（2）的截面形状和面积不变，过渡段风道（2）的截面路径规律是两段圆弧相切连接，靠近风机出口（12）的那段圆弧与风机出口截面垂直，靠近喷嘴（3）的那段圆弧与喷嘴（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾吉明，韩东，宋岩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32