三级离心风机的基本结构及计算模型的建立

三级离心风机的基本结构及计算模型的建立
3.1 离心风机的基本结构及类型
离心风机的基本构造如图 3-1 所示。由图可知离心风机的主要部件为蜗壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口、轴承、底座等。其中吸气口、叶轮、蜗壳和排气口是通流部件，而机轴、轴承和底座属于传动和支撑部件。
    离心风机的工作原理为当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了负压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气也就在风机的
作用下，在管道中不断流动。
    叶轮是风机传递给气体能量的唯一部件，叶轮的形状、尺寸和数量决定了风机的工作能力和性能参数。因此，叶轮是离心风机最重要的部件。离心风机的叶轮由前盘、后盘、叶片和轮毂等组成。
     叶轮根据叶片出口几何角的不同可以分为前向叶轮、径向叶轮和后向叶轮，叶片出口角大于 90°的叫前向叶轮，等于 90°的叫径向叶轮，小于 90°的叫后向叶轮，如图3-2 所示。
     前向叶轮的流道短，弯曲度大，且叶轮出口绝对速度大，因此在叶轮流道及其后续流道中的能量损失大，效率低，噪声也大，但是在离心风机设计流量和转速一定的前提下，采用前向叶轮可令离心风机获得最小直径。
     后向叶轮的流道较长，弯曲度较小且流体在叶轮出口绝对速度小，因此当流体流经叶轮及其转能装置时，能量损失小、效率高、噪声低。但采用后向叶轮产生的压力低，在产生相同的压力时，需要较大的叶轮直径或较高的转速。
    径向式叶轮，流道较短，且通畅，叶轮内的流动损失较小。但叶轮出口处的绝对速度比后弯式大，故在叶轮后续流道中的能量损失比后弯式大，总的效率低于后弯式，噪声也比后弯式高。其优点在于同样尺寸和转速下，所产生的风压比后弯式高，且叶片制造工艺简单，不易积尘。因此常用于通风机和排尘风机中。
      离心风机的叶片形状主要有平板形、圆弧形和机翼形。平板形叶片制造简单，但空气动力特性较差，机翼形叶片具有优良的空气动力特性，叶片强度高，通风机的气动效率一般较高，但工艺性复杂。圆弧形叶片的性能介于机翼形和平板形叶片之间。
离心风机按照工作叶轮数目来分，可以分为单级离心风机和多级离心风机。单级离心风机的主轴上只有一个叶轮，而多级离心风机的主轴上有两个或两个以上叶轮。
3.2 三级离心风机的基本结构
     本课题研究的风机是三级径向式离心风机，风机叶片形状为平板形，其平面结构如图 3-3 所示，由图可知该风机组主要由集流器、三级叶轮组、两级导风盘和蜗壳几大主要部件组成。各级叶轮通过串联组成连续通道，叶轮分布如图 3-4 所示。叶轮结构如图3-5 所示，它是由 24 片叶片、轮盖、轮盘及轮毂组成，叶片形状如图 3-6 所示。导风盘由 8 片导叶及导风板组成，结构如图 3-7 所示。蜗壳形状如图 3-8 所示。