多翼离心风机的结构优化研究.pdf

杌械设计与制造
第11期
Machinery Design Manufacture
2014年11月
多翼离心风机的结构优化研究
高健,郑云鹏,卜研
(广东工业大学机电工程学院,∫东广州51000
摘要:对某型吸油烟杌用多翼离心风机进行研究,利用CFD软件对风机进行二维数值模拟,分析其在工作过程中的湍
流动能、速度等参数的分布情况,找到风杺蜗舌处存在的结构问题。采用多级蜗舌的方法对离心风机的蜗舌进行结构改
进,利用 Fluent软件对不同娲舌过渡半径下的离心风机进行仿真分析,得到风机的噪声、流量、全压值等参数与过渡半径
之间的关系,从而确定蜗舌结构参数的取值。制作改进后风机的样机,对其进行噪声和振动实验测试,并与原风机对比。
实验结果表明改进后离心风机的性能有所提升,利用CFD方法对离心风机进行结枃改进是可行的。
关键词:离心风机;蜗舌;结构优化;振动;噪声
中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1001-3997(2014)11-0168-05
Research on Structural Optimization of a Multi-blade Centrifugal Fan
GAO Jian, ZHENG Yun-peng, BU Yan
(School of Electromechanical Engineering, Guangdong Univerity of Technology, Guangdong Guangzhou 510006, China
Abstract: A certain ye of blade centrifugal fun of range hood is researched. A to-dimensionad numerical on
on the centrifugal fan is conducted in order to analyze the distribution of the turbulent kinetic energy, speed and other
parameters in the process of working and finds out the uc ad fl offa by using CFD software. he centrifugal fan with
dufferent transition radius of lte on u is simled a lyzed using Fe sofware d the relationship between noie
Mow, o ad essure of the fan and the ansi on radius s obined Accordin dy, the ruca prameter alues of the out
tongue are determined. Afier determining parameters of the optimized structure, the prototype is developed. In addition
experiments on noise nd uibration of the prototye are carried out hen, compares the eperimental results of the prototype
with the experimental results of the origina fan The results show that the performance of optimized centrifugal fan has
improved and the stuctural opt m z t o ofthe centrifugal f using CFD method is feasible
Key Words: Centrifugal Fan; Volute Tongue; Structural Optimization; ibration; Noise
1引言
文献采用倾斜蜗舌降低噪声,文献四又对倾斜蜗舌进行改进,在
多翼离心风机是吸油烟机的动力部件,也是油烟机的振动倾斜蜗舌前向离心风机出口配置消声器,并进行气动性能和噪声
和噪声源。随着大风量、大功率离心风机的使用,伴随产生的噪特性的实验测量。文献殳计了一种阶梯多级蜗舌来降低风机的
声也越来越大,因此对离心风机的研究成为油烟机减振、降噪的声,探讨了蜗舌降噪的机理,并用实验进行对比分析
突破口,以某型近吸式油烟机用离心风机为研究对象,如图1所
示。蜗売是离心式叶轮机械中的一个重要部件,它起着导流和扩压的
作用,其性能对整个离心风机的效率及噪声有明显的影响。日前已有
很多学者对蜗壳内流场进行了数值研究;如文献运用 SIMPLE算
法对蜗壳流场进行了数值研究。文献豗用商用CD软件对蜗壳
和叶轮进行整体三维非定常粘性流场计算,因其计算量非常巨
大,故很难将这种蜗壳与叶轮整体计算的方法在工程上推广应
用。文献用uent的方法对风机整机进行数值模拟,取得了很好
的效果。蜗舌是整个蜗売设计中的重点之一,蜗舌的形状是影响
图1离心风机原型机
风机噪声的重要因素,引起蜗舌噪声的主要原因是离心叶轮的排
出气流与蜗舌相互作用所致。许多学者在蜗舌上做了很大研究
采用阶梯多级蜗舌的思想对蜗壳进行改进,基于CD软件
来稿日期:2014-05-20
基金项目:广东省高等学校科技创新项目(2012CXZD0020)
作者简介:高健,(1964-),女,山东青岛人,博士,教投,博士生导师,主要研究方向:数字化制造、在线检测与机器视觉技术