多級離心風機的設計要點

劉漢青 王艷榮

摘要：要想做好多級離心風機的設計工作就必須要對多級離心風機進行深入的研究與探討，掌握多級離心風機的內部結構情況與流動情況，從而選擇出最為合理的設計方案，提高多級離心風機的實際工作性能。為此，本文筆者結合個人實踐研究經驗與相關參考文獻，就多級離心風機的設計要點展開粗淺的探討，以供參考。

關鍵詞：多級離心風機；設計要點

前言：

正是因為多級離心風機具有較高的可靠性，因此被廣泛應用到人們的生產、生活之中。也正因如此，越來越多的學者加入到離心風機的研究工作之中，以期進一步提高多級離心風機的工作性能。為此筆者即結合個人對多級離心風機的研究經驗，從多級離心風機的工作原理入手，對多級離心風機展開了粗淺的探討，以期探索出多級離心風機的設計工作要點，為廣大同行在今后的實踐工作上提供有益的參考與借鑒。

1.多級離心風機的工作原理

所謂的多級離心風機就是指由兩個或者兩個以上葉輪串聯起來后組合而成的離心鼓風機。多級離心風機主要由主機部分、附件部分、配套部分，這三個部分組合而成。其中主機部分包扣鼓風機主機、電動機；附件部分包括彎管、過濾器和消聲器；配套部分包括風機進口碟閥、撓性接頭。

在實際工作過程中離心鼓風機主要依靠于旋轉葉輪對氣體的整體作用，將電機機械能傳遞給液體。在離心鼓風機的組偶作用之下，氣體鞥能夠從旋轉葉輪的進口處流向葉輪的出口處，在這個過程中動能與壓力都會相應增加，但旋轉葉輪之中排出的氣體經過壓出室以后，絕大多數的速度都會被轉化成為壓力能，并沿著排出管被輸送出去。

2.對多級離心風機流場計算模型的建設與分析

筆者以某家企業多級離心風機的優化改造為例，提出多級離心風機流場計算模型的構建假設。某企業為了進一步促進自身的發展，對多級離心風機加以優化改造，這就需要對多級離心風機的葉輪進行重新設計。我們都知道在葉輪設計過程中，首先應該對葉輪的進口安裝角、葉片出口安裝角、葉片數目加以確定外，還必須要考慮到預旋所帶來的影響，對回流器進行優化。尤其是通過相關數據分析，我們可以清楚的看到即便是單極的離心葉輪，其內部的流動已經十分的復雜，流動形式是不連續、非定常的，所以在這種情況下對這些流動加以計算根本無法完成，更何況是要對多級離心風機進行求解。所以，為了方便后期計算，在建模與計算過程中筆者對多級離心風機的實際情況進行合理的假設，直接忽略了流動特征，也變使計算公式具有可解性。同時，還應保證計算的結果對研究提供依據。根據這一個原則，在計算過程中，就可建立簡單的流場模型，從而確定與本文的研究相符的假設條件：風機工作中，空氣的溫度不會發生任何變化；風機工作過程中，風機中的空氣不會發生泄漏；流體是理想氣體，可以被壓縮；風機中的進口處筋板對空氣的流動不會產生影響；忽略各級輪盤和導風板之間的流場。

在提出假設條件以后，對多級離心風機的內部流場加以分析，可以看到離心風機作為氣力輸送系統的核心設備，在氣力輸送過程中需要離心風機為其提供源源不斷地空氣流，從而在壓力作用之下，使散裝料能夠沿著管道進入到料倉之中。因此，為了確保氣力輸送機能夠持續的進行工作，就必須要為離心風機管道提供一個相對合理的壓力值。但是在實際的氣力輸送過程中，由于離心風機所提供的壓力、工作流量會受到物料輸送量的直接影響，一旦輸送量發生相應的變化，風機就會與原來設定的工況相偏離，會嚴重影響風機的正常運行，影響風機的工作性能。為此，筆者認為在多級離心風機內部流場的研究上，必須要首先了解不同工況之下的風機內部流動狀態，這樣也有利于研究者們對風機的工作性能進行合理的調節。

3.對多級離心風機的設計要點分析

第一，多級離心風機在設計過程中的一般要求。對于工況點而言，其滿足應該是在最高效率點附近，且最大效率要盡可能的大，結構也要盡可能的簡單，工藝要盡可能的好，還要具備足夠的剛度、強度，安全性能要相應提高，要降低噪聲，便于后期使用的操作與維護。所以，在多級離心風機的設計過程中，設計者就必須要抓住上述設計要點中的矛盾點，選擇最佳的設計方案，盡可能的避免矛盾出現。

第二，多級離心風機的設計方案。首先，對多級離心風機葉片型式的設計方案。常見的風機在一定轉速條件下，其后葉輪壓力系數之中的較小時，葉輪直徑就較大，功率也相對較高，錢葉輪情況則恰恰相反；其次，對多級離心風機轉動方法的設計方案。假如風機的轉動方式為A、D、F三種類型，但風機轉速與電動機轉速相同時，風機變速為B、C、F。為此在多級離心風機轉速的設計可相對靈活一些。通常情況下，小邢風機都會選擇和自動機直聯轉動的A，對于大型風機，會出現皮帶傳動不動的情況，這個時候多是擇D、F傳動。在高溫、多塵條件下，傳動還要考慮電動機和軸承的防護和冷卻；最后，對多級離心風機蝸殼外形尺度的設計方案。在蝸殼外形尺度的設計上要盡可能的小，在高比轉速風機上要縮短蝸形。在低比轉速風機上則可以選擇標準的蝸形。

第三，多級離心風機關鍵技術的設計分析。在多級離心風機的設計上，其最為關鍵的設計要點就在于葉輪、葉片出口角β和2α的確定之上。如若根據出口角對葉片進行分類，則可以將其分為后彎葉片、徑向出口葉片、前彎葉片，此三種類型。目前在多級離心風機設計過程中上述三種類型均有所使用，但是在三級風機的設計過程中，多使用后彎葉片這種類型，這是因為后彎葉片不僅可以節約能源，而且可以提高效率。

結束語：

正是因為風機早已在我國各個領域之中得到了廣泛的應用，而對多級離心風機的研究也早已成為風機發展的重要趨勢。所以，加強對多級離心風機的設計研究，掌握其工作原理與流動情況，為其選擇最佳的設計方案則具有十分重要的現實意義，也是今后眾多學者研究的重要方向。

參考文獻：

[1]李炳堅.多翼離心風機的快速參數化方法研究[J].日用電器.2017（08）

[2]周水清，李輝，王軍，蔡濤.多翼離心風機氣動噪聲的數值分析[J].工程熱物理學報.2014（04）

[3]陳益中.多級離心風機的流體性能及控制方式研究[J].低碳世界.2017（08）

[4]李爍，劉小民，秦志剛.偏心葉輪對多翼離心風機氣動性能和噪聲影響的數值研究[J].風機技術.2017（01）

[5]李輝，王軍，周水清，胡修柏，熊官政，徐天賜.葉片數對多翼離心風機性能影響的分析[J].風機技術.2017（02）