离心风机设计方案与技术

风机概述：风机是各个工厂、企业普遍使用的设备之一，特别是风机的应用更为广泛。锅炉鼓风、消烟除尘、通风冷却都离不开风机，在电站、矿井、化工以及环保工程，风机更是不可缺少的重要设备，正确掌握风机的设计，对保证风机的正常经济运行是很重要的。

离心风机设计方案的选择离心风机设计时通常给定的条件有：容积流量、全压、工作介质及其密度(或工作介质温度)，有时还有结构上的要求和特殊要求等。
对离心风机设计的要求大都是：满足所需流量和压力的工况点应在zui率点附近；zui率值要尽量大一些，效率曲线平坦；压力曲线的稳定工作区间要宽；风机结构简单，工艺性好；材料及附件选择方便；有足够的强度、刚度，工作安全可靠；运转稳定，噪声低；调节性能好，工作适应性强；风机尺寸尽可能小，重量轻；操作和维护方便，拆装运输简单易行。
然而，同时满足上述全部要求，一般是不可能的。在气动性能与结构(强度、工艺)之间往往也有矛盾，通常要抓住主要矛盾协调解决。这就需要设计者选择合理的设计方案，以解决主要矛盾。例如：
随着风机的用途不同，要求也不一样，如公共建筑所用的风机一般用来作通风换气用，一般zui重要的要求就是低噪声，多翼式离心风机具有这一特点；而要求大流量的离心风机通常为双吸气型式；对一些高压离心风机，比转速低，其泄漏损失的相对比例一般较大。
离心风机设计时几个重要方案的选择：
(1)叶片型式的合理选择：常见风机在一定转速下，后向叶轮的压力系数中Ψt较小，则叶轮直径较大，而其效率较高；对前向叶轮则相反。
(2)风机传动方式的选择：如传动方式为A、D、F三种，则风机转速与电动机转速相同；而B、C、E三种均为变速，设计时可灵活选择风机转速。一般对小型风机广泛采用与电动机直联的传动A，，对大型风机，有时皮带传动不适，多以传动方式D、F传动。对高温、多尘条件下，传动方式还要考虑电动机、轴承的防护和冷却问题。
   (3)蜗壳外形尺寸的选择：蜗壳外形尺寸应尽可能小。对高比转数风机，可采用缩短的蜗形，对低比转数风机一般选用标准蜗形。有时为了缩小蜗壳尺寸，可选用蜗壳出口速度大于风机进口速度方案，此时采用出口扩压器以提高其静压值。
(4)叶片出口角的选定：叶片出口角是设计时首先要选定的主要几何参数之一。为了便于应用，我们把叶片分类为：强后弯叶片(水泵型)、后弯圆弧叶片、后弯直叶片、后弯机翼形叶片；径向出口叶片、径向直叶片；前弯叶片、强前弯叶片(多翼叶)。表1列出了离心风机中这些叶片型式的叶片的出口角的大致范围。
   (5)叶片数的选择：在离心风机中，增加叶轮的叶片数则可提高叶轮的理论压力，因为它可以减少相对涡流的影响(即增加K值)。但是，叶片数目的增加，将增加叶轮通道的摩擦损失，这种损失将降低风机的实际压力而且增加能耗。因此，对每一种叶轮，存在着一个*叶片数目。具体确定多少叶片数，有时需根据设计者的经验而定。根据我国目前应用情况，在表2推荐了叶片数的选择范围。
(6)全压系数Ψt的选定：设计离心风机时，实际压力总是预先给定的。这时需要选择全压系数Ψt，全压系数的大致选择范围可参考表3。
(7)离心叶轮进出口的主要几何尺寸的确定：叶轮主要尺寸示于图1。叶轮是风机传递给气体能量的*元件，故其设计对风机影响甚大；能否正确确定叶轮的主要结构，对风机的性能参数起着关键作用。它包含了离心风机设计的关键技术–叶片的设计。而叶片的设计zui关键的环节就是如何确定叶片出口角β2A。
关键技术的设计分析
在设计离心风机时，关键就是掌握好叶轮叶片出口角β2A的确定。
根据叶片出口角β2A的不同，可将叶片分成三种型式即后弯叶片(β2A<90℃)，径向出口叶片(β2A=90℃)和前弯叶片(β2A＞90℃)。
三种叶片型式的叶轮，目前均在风机设计中应用。前弯叶片叶轮的特点是尺寸重量小，价格便宜，而后弯叶片叶轮可提率，节约能源，故在现代生产的风机中，特别是功率大的大型风机多数用后弯叶片。
现代前弯叶片风机效率，比老式产品已有显著提高，故在小流量高压力的场合或低压大流量场合中仍广为采用。
  径向出口叶片在我国已不常用，在某些要求耐磨和耐腐蚀的风机中，常用径向出口直叶片。
  离心风机叶轮设计时还必须考虑到比转速与叶片型式存在一定的关系(例表4)，故在确定叶片出口角的同时，必须综合考虑三种叶片型式对压力、径向尺寸和效率的影响，再综合表1和表4之后确定。
正确确定了离心风机叶轮叶片出口角β2A将为叶轮其它主要几何尺寸的确定奠定了坚实的基础，从而对整台离心风机的性能起着关键的作用。 附：风机行业标准
序号 标准编号 标准名称   代替标准
1JB/T2977-1992风机和罗茨鼓风机术语
2JB/T3165-1999离心和轴流式鼓风机压缩机热力性能试验
3JB/T4113-1995整体齿轮增速组装型离心式压缩机
4JB/T4296-1999矿井轴流式通风机
5JB/T4355-1993矿井离心通风机
6JB/T4357-1999工业蒸气锅炉用离心引风机
7JB/T4358-1999电站锅炉离心送风机和引风机
8JB/T4359-1994一般用途轴流式压缩机
9JB/T4362-1999电站轴流式通风机
10JB/T4364-1999风机配套消声器性能试验方法
11JB/T4365-1997的润滑、轴密封和控制油系统
12JB/T6443-1992离心压缩机
13JB/T6444-1992风机包装通用技术条件
14JB/T6445-1992通风机叶轮超速试验
15JB/T6885-1993通风机圆形法兰尺寸
16JB/T6886-1993通风机涂装技术条件
17JB/T6887-1993风机用铸铁件技术条件
18JB/T6888-1993风机用铸钢件技术条件
19JB/T6889-1993风机用铸铁件缺陷修补技术条件
20JB/T6890-1993风机用碳钢铸件缺陷补焊技术条件
21JB/T6891-1993风机用消声器技术条件
22JB/T7258-1994一般用途的离心式鼓风机
23JB/T7259-1994烧结厂用离心式鼓风机
24JB/T7676-1995能量回收透平膨胀机技术条件
25JB8523-1997防爆通风机技术条件
26JB/T8822-1998高温离心通风机技术条件
27JB/T8689-1998通风机振动检测及其限值
28JB/T8690-1998工业通风机噪声限值
29JB/T8940-1999通风机产品型号编制方法
30JB/T8941.1-1999一般用途罗茨鼓风机第1部分技术条件
31JB/T8941.2-1999一般用途罗茨鼓风机第2部分性能试验方法
32JB/T9099-1999冷却塔轴流通风机技术条件
33JB/T9100-1999矿井局部通风机技术条件
34JB/T9101-1999通风机转子平衡 ZBJ72042-1990
35JB/T10213-2000通风机焊接质量检验技术条件 ZBJ72038-1990
36JB/T10214-2000通风机铆焊件技术条件  ZBJ72039-1990
37JB/T10281-2001消防排烟通风机技术条件JB/T53063-1993
38JB/T53063-1999一般用途离心通风机产品质量分等JB/T53064-1993
39JB/T53064-1999离心压缩机产品质量分等JB/T53266-1994
40JB/T53266-1997整体齿轮增速组装型离心压缩机产品质量分等JB/T53269-1994
41JB/T53269-1999冷却塔轴流通风机质量分等JB/T53270-1994
42JB/T53270-1999电站轴流式风机质量分等   JB/T53274-1994
43JB/T53274-1999一般用途的离心式鼓风机质量分等JB/T53275-1994
44JB/T53275-1999工业锅炉用离心引风机质量分等  JB/T53276-1994
45JB/T53276-1999一般用途轴流通风机质量分等 JB/T53277-1994
46JB/T53277-1999烧结厂用离心式鼓风机质量分等  JB/T53278-1994
47JB/T53278-1999一般用途轴流压缩机质量分等 JB/T53279-1994
48JB/T53279-1997收透平膨胀机质量分等  JB/T53281-1994
49JB/T53281-1999矿井轴流式通风机质量分等 JB/T53282-1994
50JB/T53282-1999一般用途罗茨鼓风机产品质量分等JB/T53283-1994
51JB/T53283-1999高温离心通风机产品质量分等 
52JB/T53285-1999电站锅炉离心送风机和引风机产品质量分等JB/T53285-1994
53JB/T53288-1999矿井局部通风机产品质量分等 JB/T53288-1994
54JB/T53289-1999防爆通风机产品质量分等JB/T53289-1994