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流量8940m/h离心式通风机
过程装备与控制工程 04150302 刘秀珍 指导老师 丁雪兴 副教授 翟 霄 讲 师
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摘要
通风机是一种广泛应用于国民经济各行业的通用机械，尤其是在矿山、冶金、石油、化工、航空航天、航海、能源和车辆工程等领域。它是用于输送气体的机械，从能量观点来看，它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。
本设计重点介绍了通风机中最常用的一种——离心式通风机的设计过程和内容。设计过程主要包括：热力计算、结构设计、主要零部件的强度校核。本文还详细的介绍了离心式通风机的工作原理、结构形式和主要零部件，对本设计的重点叶轮和叶片的结构设计进行了分析，对离心式通风机的材料选取也进行了简单的说明。
关键词：离心式、通风机、叶轮、轴
Abstract
The ventilator is one kind of general machinery which is widely applies in the national economy various professions , particular in indomain and so on mine, metallurgy, petroleum, chemical industry, aerospace, navigation, energy and vehicles project. It is used to transport the gas, making the machine of prime mover changing into a kind of machine of ability inside the air can.
This project introduces the design process and the content of the centrifugal ventilato ,which is the most commonly used one . The design process mainly includes: Thermal design, structural design, main spare part intensity examination. This article also in detail introduce the principle of the centrifugal ventilator’s work in detail, the structural style and the main spare part, which analys the design of the structure of the key impeller and lamina, and give the simple explanation on how to select the material of ventilator.
Key word: Centrifugal type Ventilator Impeller Axis
一、前言
通风机作为一种常用机械，其设计已形成了一套专业的设计标准和规范。它是用来输送气体的机械，从能量转换的角度来看，它是把原动机的机械能转变为气体内能的一种机器。
通风机根据气流的运动方向可分为：（1）离心式通风机；（2）轴流式通风机；（3）混流式通风机。根据其压力可分为：(1)低压离心式通风机；(2)中压离心式通风机；(3)高压离心式通风机;（4）低压轴流式通风机；（5）高压轴流式通风机。
本文主要讨论离心式通风机，它根据旋转方式的不同又分为左旋和右旋两种，根据进气方式的不同可分为单侧进气和双侧进气，根据叶轮的安装位置不同分为悬臂式和双支撑式。
二、通风机基本理论
1.离心式通风机的工作原理
气体在叶轮叶片的作用下进行圆周运动的同时受到了离心力与切向力共同作用，形成了流体的相对运动。由于相对流动过程中速度与压力变化，从而完成了从叶轮到流体的能量传递过程。把原动机的机械能转变为气体能量，此时不仅流体的压力能提高，其动能也相应提高。由于流场与压力场的变化，最终实现了流体在离心机中的升压过程
2.主要零部件
(1) 叶轮：轮毂，后盘，前盘和叶片。 (2) 机壳：蜗壳，进风口组件，进气箱。 (3) 传动部件：主轴，轴承及连轴器。 (4) 支撑部件：轴承座，底座部件。
(5) 流通部件：指主气流流过的部件，由进风口，叶轮，蜗壳组成。
3.气流动状况
气体在离心式通风机的流动如下图:叶轮安装在蜗壳4内，当叶轮旋转时，气体经过进气口轴向吸入，然后气体约折转90°流经叶片构成的流道，而蜗壳将甩出的气体集中，导流，从通风机出口6或出口扩压器7排出，其原理是：气体在离心式通风机中的流动先为轴向，而后转变为垂直于通风机的径向运动，当气体通过旋转叶轮的叶道间，由于叶片的作用，气体获得能量，即气体的压力提高和动能增加。
图1.气体流动状态示意图
三、设计参数
介 质 大气压力P(Pa) 大气密度ρ(㎏/m) 工作温度T(K) 相对湿度φ(%) 流 量Q(m/h) 全 压Ptf(Pa)
四、设计过程
33空气 101325 1.2 293 50 8940 2340 1.热力计算
根据以上提供的设计参数计算出风机的比转速ns=37.88，选择叶片出口角β2A=45°，确定了叶轮进口直径D0=459mm，叶片进口直径D1=505mm，确定叶片入口宽度b1=95mm，选择叶片数目z=16，选择蜗壳宽度B=300mm,蜗壳张开度A=331mm，蜗壳出口长度C=464mm，计算通风机的功率，根据离心通风机所需轴功率Psh=7.23KW，选择电动机型号为Y160M-4,功率为11KW。
2.通风机结构设计
(1).叶轮组件结构形式的确定
其中包括叶片形式对通风机性能的影响，叶片形状和前盘形状的选择，从效率角度出发选择后弯圆弧叶片。
(2).集流器与叶轮进口的间隙形式的确定
集流器与叶轮进口的间隙形式包括对口形式和套口形式两种，根据间隙形式对气流流动的影响选择套口形式。
(3).轴的结构设计
根据轴在机器中的安装位置及形式，轴上安装的零件类型，尺寸，数量以及和轴的连接方法，载荷的性质，大小，方向及分布情况，轴的加工工艺等确定轴的结构。 (4).调节风门的结构设计
根据实际情况在设计中选择13个叶片，在限定范围内可任意调节角度。 (5).蜗壳的结构设计
蜗壳的作用是将离开叶轮的气体导向机壳出口，并将气体的一部分动能转变为静压能，为了制造方便，离心式通风机的蜗壳普遍采用矩形截面。 (6).轴承端盖的结构设计
轴承端盖用以固定轴承及调节轴承间隙并承受轴向力的。轴承端盖分为嵌入式和凸缘式两种，其中凸缘式轴承端盖调整轴承间隙比较方便，密封性能好，所以用得比较多。
3.强度校核及材料选择
(1).叶轮组件重量计算
其中包括后盘的质量计算，前盘的质量计算，轮毂以及叶轮的质量计算。 (2).主要零部件的校核
其中包括轴的强度校核，叶片的强度计算，前、后盘的强度计算，键的强度校核，叶轮用铆钉的强度校核。
(3).离心式通风机的材料选择
通风机使用的材料应根据通风机的用途和使用条件来进行选择。在选择材料时应考虑诸如介质的腐蚀
性、介质温度、输送气体的含尘量、防暴性、选择经济性等方面的要求。该设计中蜗壳、前盘、后盘、叶片采用Q235-A,轴采用45号钢，轴承箱选择了HT250,轮毂采用HT250。
五、总结
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以流量为8940m/h离心通风机为设计对象，设计过程包括按设计参数进行热力计算，进行方案论证，然后进行了结构设计，选择了零部件的材料，对通风机的主要零部件进行了强度校核，绘制了通风机的装配图及零部件图。
通过本次对离心式通风机的设计，使我对通风机的工作原理和结构形式有了更加深刻的理解，对机械设计
的方法及步骤有了一定的了解，提高了我们综合利用所学的理论知识来解决实际问题的能力，培养了我们较全面地的分析和解决工程实际问题的能力，使我们的知识面得到进一步的拓宽和加深。
参考文献
[1].商景泰.通风机手册[M].北京：机械工业出版社，1986 [2].李庆宜.通风机[M]. 北京：机械工业出版社，1986 [3].高慎琴.化工机器[M]. 北京：化学工业出版社,1994
[4].吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1999 [5].吴玉林，陈庆光，刘树红.通风机和压缩机[M].北京：清华大学出版社，2005 [6].梁志民，强建国，马晓.机械设计基础教程[M].兰州：兰州大学出版社，2004