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改进叶轮设计 提高离心风机性能和效率
发布时间:【2017-08-30】 

  离心式风机是许多加工企业常用的辅助生产设备,主要用于通风与除尘装置中,以确保生产环境与设备的洁净,保护人体的身心健康。四平鼓风机离心式通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却;在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;谷物的烘干和选送;风洞风源和气垫船的充气和推进等。

  离心式通风机主要由叶轮、机壳、联轴器、轴组成。其中,叶轮是产生风压和传递能量的主要作功部件;机壳主要用来引入气体和排出气体,同时将气体的部分动能变为压力能;联轴器用来连接电机和风机,传递力矩;轴安装并固定叶轮,通过联轴器与电机。
 
  由于风机是一种高耗能的设备,其消耗的电力资源在生产加工中的比例较大,随着当前我国能源的日益短缺及高产、高效工作面的推广应用,节能降耗已成为企业普遍关注的问题,许多企业把降低风机的电耗作为当前的重要工作。
 
  就四平鼓风机离心式通风机设备而言,叶轮是风机的核心气动部件,叶轮内部流动的好坏直接决定着整机的性能和效率。因此,为了改进叶轮设计以提高设备的性能和效率,国内外研究人员作了许多工作。
 
  为了设计出高效的离心叶轮 ,科研工作者们从各种角度来研究气体在叶轮内的流动规律,寻求较佳的叶轮设计方法。最早使用的是一元设计方法,通过大量的统计数据和一定的理论分析,获得高速离心风机各个关键截面气动和结构参数的选择规律。
 
  四平鼓风机技术人员介绍,在一元方法使用的初期,可以简单地通过对高速离心风机各个关键截面的平均速度计算,确定离心叶轮和蜗壳的关键参数,而且一般叶片型线采用简单的单圆弧成型。这种方法非常粗糙,设计的高速离心风机性能需要设计人员有非常丰富的经验,有时可以获得性能不错的风机。但是,大部分情况下,设计的通风机效率低下。
 
  为了改进,研究人员对叶轮轮盖的子午面型线采用过流断面的概念进行设计 ,如此设计出来的离心叶轮的轮盖为两段或多段圆弧,这种方法设计的叶轮虽然比前一种一元设计方法效率略有提高,但是该方法设计的风机轮盖加工难度大,成本高,很难用于大型风机和非标风机的生产。
 
  行业对于设备的标准包括高效率、低成本、操作简单、应用范围广阔。因此,为了更好的提高高速离心风机的效率以及运用生产范围,研究人员专注于改进叶片设计,采用等减速方法和扩张度方法、给定叶轮内相对速度,沿平均流线分布的方法。

  其中,等减速方法从损失的角度考虑,气流相对速度在叶轮流道内的流动过程中以同一速率均匀变化,能减少流动损失,进而提高叶轮效率;等扩张度方法是为了避免局部地区过大的扩张角而提出的方法;给定的叶轮内相对速度,沿平均流线的分布是通过控制相对平均流速沿流线的变化规律,通过简单几何关系,就可以得到叶片型线沿半径的分布。
 
  随着离心式风机的应用范围拓宽,市场前景向好。但设备的不足之处也逐渐被挖掘,因此离心式风机的发展必须以满足市场需求为前提,提高相关技术并加以创新,研发出低耗能、低噪音、高效率的离心式风机,才能推动市场的发展。

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