劉漢青 王艷榮

摘要：要想做好多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計工作就必須要對多級離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行深入的研究與探討，掌握多級離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況與流動情況，從而選擇出最為合理的設(shè)計方案，提高多級離心風(fēng)機(jī)的實際工作性能。為此，本文筆者結(jié)合個人實踐研究經(jīng)驗與相關(guān)參考文獻(xiàn)，就多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計要點展開粗淺的探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：多級離心風(fēng)機(jī)；設(shè)計要點

前言：

正是因為多級離心風(fēng)機(jī)具有較高的可靠性，因此被廣泛應(yīng)用到人們的生產(chǎn)、生活之中。也正因如此，越來越多的學(xué)者加入到離心風(fēng)機(jī)的研究工作之中，以期進(jìn)一步提高多級離心風(fēng)機(jī)的工作性能。為此筆者即結(jié)合個人對多級離心風(fēng)機(jī)的研究經(jīng)驗，從多級離心風(fēng)機(jī)的工作原理入手，對多級離心風(fēng)機(jī)展開了粗淺的探討，以期探索出多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)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(fēng)機(jī)的工作原理

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

在實際工作過程中離心鼓風(fēng)機(jī)主要依靠于旋轉(zhuǎn)葉輪對氣體的整體作用，將電機(jī)機(jī)械能傳遞給液體。在離心鼓風(fēng)機(jī)的組偶作用之下，氣體鞥能夠從旋轉(zhuǎn)葉輪的進(jìn)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(yīng)增加，但旋轉(zhuǎn)葉輪之中排出的氣體經(jīng)過壓出室以后，絕大多數(shù)的速度都會被轉(zhuǎn)化成為壓力能，并沿著排出管被輸送出去。

2.對多級離心風(fēng)機(jī)流場計算模型的建設(shè)與分析

筆者以某家企業(yè)多級離心風(fēng)機(jī)的優(yōu)化改造為例，提出多級離心風(fēng)機(jī)流場計算模型的構(gòu)建假設(shè)。某企業(yè)為了進(jìn)一步促進(jìn)自身的發(fā)展，對多級離心風(fēng)機(jī)加以優(yōu)化改造，這就需要對多級離心風(fēng)機(jī)的葉輪進(jìn)行重新設(shè)計。我們都知道在葉輪設(shè)計過程中，首先應(yīng)該對葉輪的進(jìn)口安裝角、葉片出口安裝角、葉片數(shù)目加以確定外，還必須要考慮到預(yù)旋所帶來的影響，對回流器進(jìn)行優(yōu)化。尤其是通過相關(guān)數(shù)據(jù)分析，我們可以清楚的看到即便是單極的離心葉輪，其內(nèi)部的流動已經(jīng)十分的復(fù)雜，流動形式是不連續(xù)、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(fēng)機(jī)進(jìn)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(fēng)機(jī)的實際情況進(jìn)行合理的假設(shè)，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(yīng)保證計算的結(jié)果對研究提供依據(jù)。根據(jù)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(shè)條件：風(fēng)機(jī)工作中，空氣的溫度不會發(fā)生任何變化；風(fēng)機(jī)工作過程中，風(fēng)機(jī)中的空氣不會發(fā)生泄漏；流體是理想氣體，可以被壓縮；風(fēng)機(jī)中的進(jìn)口處筋板對空氣的流動不會產(chǎn)生影響；忽略各級輪盤和導(dǎo)風(fēng)板之間的流場。

在提出假設(shè)條件以后，對多級離心風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場加以分析，可以看到離心風(fēng)機(jī)作為氣力輸送系統(tǒng)的核心設(shè)備，在氣力輸送過程中需要離心風(fēng)機(jī)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(jìn)入到料倉之中。因此，為了確保氣力輸送機(jī)能夠持續(xù)的進(jìn)行工作，就必須要為離心風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fā)生相應(yīng)的變化，風(fēng)機(jī)就會與原來設(shè)定的工況相偏離，會嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)的正常運行，影響風(fēng)機(jī)的工作性能。為此，筆者認(rèn)為在多級離心風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場的研究上，必須要首先了解不同工況之下的風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動狀態(tài)，這樣也有利于研究者們對風(fēng)機(jī)的工作性能進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。

3.對多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計要點分析

第一，多級離心風(fēng)機(jī)在設(shè)計過程中的一般要求。對于工況點而言，其滿足應(yīng)該是在最高效率點附近，且最大效率要盡可能的大，結(jié)構(gòu)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(qiáng)度，安全性能要相應(yīng)提高，要降低噪聲，便于后期使用的操作與維護(hù)。所以，在多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計過程中，設(shè)計者就必須要抓住上述設(shè)計要點中的矛盾點，選擇最佳的設(shè)計方案，盡可能的避免矛盾出現(xiàn)。

第二，多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計方案。首先，對多級離心風(fēng)機(jī)葉片型式的設(shè)計方案。常見的風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速條件下，其后葉輪壓力系數(shù)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(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動方法的設(shè)計方案。假如風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動方式為A、D、F三種類型，但風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電動機(jī)轉(zhuǎn)速相同時，風(fēng)機(jī)變速為B、C、F。為此在多級離心風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)計可相對靈活一些。通常情況下，小邢風(fēng)機(jī)都會選擇和自動機(jī)直聯(lián)轉(zhuǎn)動的A，對于大型風(fēng)機(jī)，會出現(xiàn)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(jī)和軸承的防護(hù)和冷卻；最后，對多級離心風(fēng)機(jī)蝸殼外形尺度的設(shè)計方案。在蝸殼外形尺度的設(shè)計上要盡可能的小，在高比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)上要縮短蝸形。在低比轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)上則可以選擇標(biāo)準(zhǔn)的蝸形。

第三，多級離心風(fēng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計分析。在多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計上，其最為關(guān)鍵的設(shè)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(jù)出口角對葉片進(jìn)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(fēng)機(jī)設(shè)計過程中上述三種類型均有所使用，但是在三級風(fēng)機(jī)的設(shè)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(jié)約能源，而且可以提高效率。

結(jié)束語：

正是因為風(fēng)機(jī)早已在我國各個領(lǐng)域之中得到了廣泛的應(yīng)用，而對多級離心風(fēng)機(jī)的研究也早已成為風(fēng)機(jī)發(fā)展的重要趨勢。所以，加強(qiáng)對多級離心風(fēng)機(jī)的設(shè)計研究，掌握其工作原理與流動情況，為其選擇最佳的設(shè)計方案則具有十分重要的現(xiàn)實意義，也是今后眾多學(xué)者研究的重要方向。

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