一种变出口高度的无蜗壳离心通风机及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种变出口高度的无蜗壳离心通风机及其工作方法。该离心通风机的前盘由圆环片和与圆环片固定且沿周向均布的多片曲面片组成；所有曲面片一体成型或依次焊接形成周向排布；每相邻两片叶片与一片曲面片固定；曲面片的横截面型线为拟合曲线，曲面片位于正下方两片叶片上方的两个侧面型线均与叶片纵截面型线一致，且曲面片位于正下方两片叶片上方的两个侧面型线间距沿流体入口至流体出口方向逐渐增大。本发明专利技术降低了同一流体通道两侧叶片吸力面和叶片压力面的压力差，使得流体通道出口处叶片吸力面的流体速度增大，降低叶片吸力面近壁面处的流动分离，使整个气体流道内气体平稳有序地流出，提高通风机的气动性能和效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种变出口高度的无蜗壳离心通风机及其工作方法


[0001]本专利技术属于流体机械领域，具体涉及一种变出口高度的无蜗壳离心通风机及其工作方法。

技术介绍

[0002]无蜗壳离心通风机是依靠叶轮的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。无蜗壳离心风机根据机械能转换为动能和压力能的原理，利用高速旋转的叶轮将气体加速，提高气体的动能和压力能并改变其运动方向，使机械能转换成气体的动能和压力能，压力提高主要发生在叶轮中。
[0003]在无蜗壳离心通风机高速运转时，离心叶轮的叶片吸力面处的压力低于相邻叶片压力面处的压力，由于叶片吸力面处的压强较小，导致叶片吸力面近壁面处的低速流体流动分离，影响流道内气体流动的稳定性，增大了流动损失。
[0004]靠近叶片吸力面出口处的气流速度较低，而靠近相邻叶片压力面出口处的气流速度较高，形成周向不均匀的“射流
‑
尾迹”流动结构，尾迹区速度与射流区速度差值越大，表明“射流
‑
尾迹”流动结构越强，气流的动能转化为压力能的效率就越低，即离心风机的效率越低。
[0005]因此，设计一种减弱“射流
‑
尾迹”流动结构的无蜗壳离心通风机是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种变出口高度的无蜗壳离心通风机及其工作方法。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]本专利技术一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，包括前盘、叶片和后盘；所述的后盘上固定有沿周向均布的多片叶片；所述的前盘由圆环片和与圆环片固定且沿周向均布的多片曲面片组成；所有曲面片一体成型或依次焊接形成周向排布；每相邻两片叶片与一片曲面片固定；所述曲面片的横截面型线为拟合曲线，曲面片位于正下方两片叶片上方的两个侧面型线均与叶片纵截面型线一致，且曲面片位于正下方两片叶片上方的两个侧面型线间距沿流体入口至流体出口方向逐渐增大。
[0009]优选地，所述的叶片位于流体进口处的40％～50％长度部分未与前盘贴合。
[0010]优选地，所述的曲面片与圆环片交界面的型线为圆弧。
[0011]优选地，所述的曲面片位于流体出口处的侧面为空间曲面，所有曲面片上的空间曲面位于同一个圆柱面上，且所有曲面片的空间曲面所在圆柱面与后盘的圆柱形侧面所在圆柱面重合。
[0012]更优选地，所述圆弧的半径为在13d～14d之间取值，曲面片与圆环片的交界面最高点与空间曲面最高点之间的轴向间距在2d～4d之间取值，曲面片与圆环片的交界面最高
点与空间曲面最低点之间的轴向间距在6.5d～8.5d之间取值；其中，d＝5d0，前盘和后盘的厚度均为d0。
[0013]优选地，所述的拟合曲线由五个点通过样条曲线拟合而成，从压力面至吸力面方向，拟合曲线的五个点中，起始点、第二点和第三点之间的曲线段为下凹弧线，第三点、第四点和终止点之间的曲线段为上凸弧线；起始点和终止点位于两片叶片正上方，起始点、第三点和终止点高度相等；第二点与起始点和第三点沿起始点与终止点连线方向的距离均为L1，第二点与起始点和第三点之间的高度差均为H1，L1在5d～6d之间取值，H1在2d～3d之间取值；第四点与第三点和终止点沿起始点与终止点连线方向的距离均为L2，第四点与第三点和终止点之间的高度差均为H2，L2在7d～8d之间取值，H2＝H1；其中，d＝5d0，前盘和后盘的厚度均为d0。
[0014]更优选地，拟合曲线在起始点处的切线与起始点和终止点连线方向的夹角θ以及H1按如下公式确定：
[0015][0016]其中，n为该变出口高度的无蜗壳离心通风机的转速。
[0017]更优选地，取θ＝48
°
，H1＝2d，n≥3000。
[0018]更优选地，拟合曲线由五个点通过样条曲线拟合在建模软件中完成，具体过程是：首先根据转速n范围确定五个点的位置，并选取夹角θ的具体值，然后通过“样条曲线”功能将五个点依次连接，从而形成拟合曲线。
[0019]该变出口高度的无蜗壳离心通风机的工作方法，具体如下：
[0020]该变出口高度的无蜗壳离心通风机旋转时，气流由前盘进入，并由各相邻叶片之间的流体通道流出，气体的动能和压力能被提高。气流从流体通道流出过程中，由于前盘的各曲面片靠近叶片吸力面部分为下凹弧面，流体通道靠近下凹弧面的空间减小，压强增大使得叶片吸力面靠近前盘位置的流体速度提高；而前盘的各曲面片靠近叶片压力面部分为上凸弧面，流体通道靠近上凸弧面的空间增大，压强降低使得叶片压力面靠近前盘位置的流体速度降低，从而降低同一流体通道两侧叶片吸力面和叶片压力面的压力差，而且叶片吸力面的流体速度提高能抵抗逆压梯度，减弱叶片吸力面近壁面处的气体流动分离现象，使得尾迹区速度与射流区速度差值减小，从而减弱“射流
‑
尾迹”流动结构，离心风机出口气流的速度分布更均匀，气体动能向压力能转化的效率提高。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：
[0022]1、本专利技术前盘的曲面片横截面型线为拟合曲线，使得曲面片靠近叶片吸力面部分为下凹弧面，靠近叶片压力面部分为上凸弧面，降低了同一流体通道两侧叶片吸力面和叶片压力面的压力差，特别是气流出口处高度的变化，使得流体通道出口处叶片吸力面的流体速度增大，从而抵抗了此处的逆压梯度，从而降低叶片吸力面近壁面处的流动分离，使整个气体流道内气体平稳有序地流出，以此来提高通风机的气动性能和效率。
[0023]2、本专利技术气流出口高度的变化，使得靠近叶片吸力面的出口气流速度相对增大，靠近叶片压力面的出口气流速度相对降低，使得尾迹区速度与射流区速度差值减小，从而减弱“射流
‑
尾迹”流动结构，离心风机出口气流的速度分布更加均匀，改善了气体动能向压
力能转化的效率，最终提高了离心风机的气动效率。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的整体结构立体图。
[0025]图2是本专利技术的俯视图。
[0026]图3是本专利技术的一片曲面片被横截面截断后的结构立体图。
[0027]图4是本专利技术的一片曲面片被横截面截断后的俯视图。
[0028]图5是本专利技术的曲面片横截面型线示意图。
[0029]图6是传统等出口高度前盘型风机的整体结构图。
[0030]图7是传统等出口高度前盘型风机的叶片吸力面气体流动图。
[0031]图8是本专利技术的叶片吸力面气体流动图。
[0032]图9是本专利技术变出口高度的无蜗壳离心通风机与传统等出口高度前盘型风机的流体出口处“射流
‑
尾迹”结构对比图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0034]如图1所示，一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，包括前盘1、叶片2和后盘3；后盘3上固定(优选通过焊接固定)有沿周向均布的多片叶片2；前盘由圆环片和与圆环片固定且沿周向均布的多片曲面片7组成；所有曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，包括前盘、叶片和后盘，所述的后盘上固定有沿周向均布的多片叶片，其特征在于：所述的前盘由圆环片和与圆环片固定且沿周向均布的多片曲面片组成；所有曲面片一体成型或依次焊接形成周向排布；每相邻两片叶片与一片曲面片固定；所述曲面片的横截面型线为拟合曲线，曲面片位于正下方两片叶片上方的两个侧面型线均与叶片纵截面型线一致，且曲面片位于正下方两片叶片上方的两个侧面型线间距沿流体入口至流体出口方向逐渐增大。2.根据权利要求1所述一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，其特征在于：所述的叶片位于流体进口处的40％～50％长度部分未与前盘贴合。3.根据权利要求1所述一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，其特征在于：所述的曲面片与圆环片交界面的型线为圆弧。4.根据权利要求1所述一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，其特征在于：所述的曲面片位于流体出口处的侧面为空间曲面，所有曲面片上的空间曲面位于同一个圆柱面上，且所有曲面片的空间曲面所在圆柱面与后盘的圆柱形侧面所在圆柱面重合。5.根据权利要求3所述一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，其特征在于：所述圆弧的半径为在13d～14d之间取值，曲面片与圆环片的交界面最高点与空间曲面最高点之间的轴向间距在2d～4d之间取值，曲面片与圆环片的交界面最高点与空间曲面最低点之间的轴向间距在6.5d～8.5d之间取值；其中，d＝5d0，前盘和后盘的厚度均为d0。6.根据权利要求1所述一种变出口高度的无蜗壳离心通风机，其特征在于：所述的拟合曲线由五个点通过样条曲线拟合而成，从压力面至吸力面方向，拟合曲线的五个点中，起始点、第二点和第三点之间的曲线段为下凹弧线，第三点、第四点和终止点之间的曲线段为上凸弧线；起始点和终止点位于两片叶片正上方，起始点、第三点和终止点高度相等；第二点与起始点和第三点沿起始点与终止点连线方向的距离均为L1，第二点与起始点和第三点之间的高度差均为H1，L1在5d～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炜，刘锐锋，魏义坤，杨徽，王政道，朱祖超，何海江，聂铁华，章晨宇，曹文斌，
申请(专利权)人：浙江亿利达风机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：