知识点：蜗壳设计

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离心通风机蜗壳

一，概述

蜗壳的作用是将离开叶轮的气体集中，导流，并将气体的部分动能扩压转变为静压。

目前离心通风机普遍采用矩形蜗壳，优点是工艺简单适于焊接，离心通风机蜗壳宽度B比其叶轮宽度大得多，则气流流出叶轮后的流道突然扩大，流速骤然变化。如图所示，为叶轮出口后的气流速度， 为其气流角（分量为和），蜗壳内一点的流速为c，分量为和， 为气流角，半径为r.

二，基本假设：

1`，蜗壳各不同截面上所流过流量与该截面和蜗壳起始截面之间所形成的夹角 成正比：

        (3-29)

 

2，由于气流进入蜗壳以后不再获得能量，气体的动量矩保持不变。

常数       (3-30)

三，蜗壳内壁型线：

 

离心通风机蜗壳内壁型线

根据上述假设，蜗壳为矩形截面，宽度B保持不变，那么在角度 的截面上的流量为：

        (3-31)

代入式(3-30)后：

 

 

       (3-32)

上式表明蜗壳的内壁为一对数螺线，对于每一个，可计算，连成蜗壳内壁。

可以用近似作图法得到蜗壳内壁型线。

实际上，蜗壳的尺寸与蜗壳的张度A的大小有关

 

令按幂函数展开：

    (3-33)

其中

那么  (3-34a)

系数m随通风机比转数而定，当比转数 时，(3-34)式第三项是前面两项的10%，当时仅是1%。为了限制通风机的外形尺寸，经验表明，对低中比转数的通风机，只取其第一项即可：

        (3-34b)

则得       (3-35)

式(3-35)为阿基米德螺旋线方程。在实际应用中，用等边基方法，或不等边基方法，绘制一条近似于阿基米德螺旋线的蜗壳内壁型线，如图3-22所示。

由式(2-34)得到蜗壳出口张度A

        (3-36)

一般取，具体作法如下：

先选定B，计算A[式(3-36)]，以等边基方法或不等边基方法画蜗壳内壁型线。

四，蜗壳高度B

蜗壳宽度B的选取十分重要。,一般维持速度 在一定值的前提下，确定扩张当量面积的。若速度过大，通风机出口动压增加，速度过小，相应叶轮出口气流的扩压损失增加，这均使效率下降。

如果改变B，相应需改变A使 不变。当扩张面积不变情况，从磨损和损失角度，B小A大好，因为B小，流体离开叶轮后突然扩大小，损失少。而且A大，螺旋平面通道大，对蜗壳内壁的撞击和磨损少。

一般经验公式为：

1.

或

2.    

低比转数取下限，高比转速取上限。

3.  

为叶轮进口直径，系数：

五，蜗壳内壁型线实用计算

以叶轮中心为中心，以边长 作一正方形。为等边基方。以基方的四角为圆心分别以为半径作圆弧ab,bc,cd,de，而形成蜗壳内壁型线。其中

 

 

        (3-37)

 

 

等边基方法作出近似螺旋线与对数螺线有一定误差，当比转速越高时，其误差越大。可采用不等边。方法不同之处，做一个不等边基方：

 

不等边基方法对于高比转速通风机也可以得到很好的结果。

 

图3-22 等边基方法

 

图3-23 不等边基方法

六，蜗壳出口长度C，及扩压器

蜗壳出口面积。一般

        (3-38)

或

往往蜗壳出口后设一扩压器，如图3-24出口扩压器角度为佳。为了减少总长度，可适当加大。

 

图3-24出口扩压器

七.蜗舌

蜗壳中在出口附近常有蜗舌，其作用防止部分气体在蜗壳内循环流动，蜗舌附近的流动较为复杂，对通风机的影响很大。蜗舌分三种：平舌，浅舌，深舌。

当Q _正常 ，蜗壳内气流 变小，使一些风量不进入出口而重新流向蜗壳。

当Q>Q_正常时，流动偏向出口在舌部出现涡流及低压，使通风机性能变坏。下降，功率N加大，一般蜗舌头部的半径 取

 

蜗舌与叶轮的间隙t一般取

(后向叶轮)

    (前向叶轮)

t过小在大流量时会升高一些，但 下降，噪音加大。t过大，噪音会低一些，但及 下降。

 

蜗壳出口蜗舌 

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