원심풍기를 설계할 때 일반적으로 주어진 조건은 용적류량, 전압, 작업매체 및 그 밀도 (또는 작업매체 온도), 때로는 구조상의 요구와 특수한 요구 등이 있다.
원심풍기 설계에 대한 요구는 대부분 필요한 유량과 압력을 만족시키는 작업 상황은 율점 부근에 있어야 한다.확률치는 가능한 한 크고 효율 곡선은 평탄해야 한다;압력곡선의 안정적인 작업구간은 넓어야 한다.풍기는 구조가 간단하고 공예성이 좋다;재료 및 부속품 선택이 편리하다;충분한 강도, 강도, 작업 안전 가능*;작동이 안정적이고 소음이 낮습니다.조절 성능이 좋고 작업 적응성이 강하다;송풍기의 크기는 가능한 한 작고 무게는 가볍습니다.조작과 유지 보수가 편리하고 분해 운송이 간단하고 쉽다.
그러나 상술한 모든 요구를 동시에 만족시키는 것은 일반적으로 불가능하다.공기압 성능과 구조 (강도, 공정) 사이에도 종종 모순이 있으며, 일반적으로 주요 모순을 포착하여 조화롭게 해결해야 한다.따라서 설계자가 주요 모순을 해결하기 위해 합리적인 설계 방안을 선택해야 한다.예를 들어: 환풍기의 용도에 따라 요구도 다르다. 예를 들어 공공건축에 사용되는 환풍기는 일반적으로 통풍과 환기용으로 쓰인다. 일반적으로 중요한 요구는 바로 저소음이다. 다익식 원심풍기는 이런 특징을 가지고 있다.큰 유량을 요구하는 원심풍기는 보통 이중 흡기형이다;일부 고압원심풍기에 대해서는 회전속도보다 낮으며 그 루출손실의 상대적비례가 일반적으로 비교적 크다.
원심 송풍기를 설계할 때 몇 가지 중요한 방안의 선택:
(1) 엽편형식의 합리적인 선택: 흔히 볼 수 있는 풍기는 일정한 회전속도에서 후방향 엽륜의 압력계수 중 Ψt가 작으면 엽륜의 직경이 비교적 크고 그 효율이 비교적 높다.앞쪽 휠은 반대입니다.
(2) 풍기 전동 방식의 선택: 만약 전동 방식이 A, D, F 세 가지라면 풍기 회전 속도는 전동기 회전 속도와 같다;B, C, E 세 가지는 모두 변속이며, 설계할 때 환풍기 회전 속도를 유연하게 선택할 수 있다.일반적으로 소형 풍기에 대해서는 전동기와 직접 연결된 전동 A를 광범위하게 사용하는데, 대형 풍기에 대해서는 때때로 벨트 전동이 불편하여 대부분 전동 방식으로 D, F로 전동한다.
고온, 다진 조건에서 전동 방식은 전동기, 베어링의 보호와 냉각 문제도 고려해야 한다.
(3) 달팽이껍데기 외형 사이즈의 선택: 달팽이껍데기 외형 사이즈는 가능한 한 작아야 한다.고비회전수풍기에 대해서는 단축된 달팽이형을 사용할수 있으며 저비전수풍기에 대해서는 일반적으로 표준달팽이형을 선택할수 있다.때로는 달팽이껍데기의 크기를 줄이기 위하여 달팽이껍데기의 수출속도가 풍기의 수입속도방안보다 큰 방안을 선택할수 있는데 이때 수출확압기를 채용하여 정압치를 높일수 있다.
(4) 블레이드 출구 각도 선택: 블레이드 출구 각도는 설계 시 가장 먼저 선택해야 하는 주요 형상 매개변수 중 하나입니다.응용에 편리하도록 우리는 날개를 강한 후곡엽편 (물펌프형), 후곡원호엽편, 후곡직엽편, 후곡날개형엽편으로 분류한다.레이디얼 출구 날개, 레이디얼 직선 날개;전곡엽편, 강전곡엽편 (다익엽).표 1은 원심 송풍기에서 이러한 날개 형식의 날개의 출구 각도의 대략적인 범위를 열거하였다.
(5) 날개수 선택: 원심풍기에서 날개바퀴의 날개수를 증가하면 날개바퀴의 리론적압력을 높일수 있다. 왜냐하면 이는 상대적인 와류의 영향 (즉 K값을 증가시킬수 있기때문이다.)그러나 날개 수의 증가는 휠 채널의 마찰 손실을 증가시킵니다. 이러한 손실은 송풍기의 실제 압력을 낮추고 에너지 소비를 증가시킵니다.따라서 각 휠에 대해 좋은 날개 수가 있습니다.구체적으로 몇 개의 날개 수를 확정하는지는 때때로 설계자의 경험에 따라 정해야 한다.우리나라의 현재 응용 상황에 근거하여 표2에서 엽편수의 선택 범위를 추천하였다.
(6) 전압계수 Ψt의 선정: 원심풍기를 설계할 때 실제 압력은 항상 미리 정해진다.이때 전압계수 Ψt를 선택해야 하는데 전압계수의 대체적인 선택 범위는 표 3을 참고할 수 있다.
(7) 원심 휠 수출입의 주요 기하학적 사이즈의 확정: 휠의 주요 사이즈는 그림 1에 나타난다.엽륜은 풍기가 기체 에너지에 전달하는 부품이기 때문에 그 설계는 풍기에 큰 영향을 미친다;엽륜의 주요구조를 정확하게 확정할수 있는가 없는가는 풍기의 성능매개 변수에 관건적인 역할을 한다.원심 송풍기 설계의 핵심 기술인 블레이드 설계가 포함되어 있습니다.그리고 날개의 설계의 관건적인 부분은 날개의 수출각 베타 2A를 어떻게 확정하는가이다.
핵심 기술의 설계 분석
원심풍기를 설계할 때 관건은 엽륜엽편의 수출각 베타2A의 확정을 잘 파악하는것이다.
날개 수출각 베타 2A에 따라 날개를 세 가지 형태인 후곡엽편(베타 2A<90℃), 지름 수출엽편(베타 2A=90℃)과 전곡엽편(베타 2A> 90℃)으로 나눌 수 있다.
세 종류의 날개 형식의 날개바퀴는 현재 모두 풍기 설계에서 응용되고 있다.전면 커브 날개 휠의 특징은 크기와 무게가 작고 가격이 저렴하며 후면 커브 날개 휠은 비율을 높이고 에너지를 절약할 수 있기 때문에 현대에 생산된 풍기 중에서 특히 출력이 큰 대형 풍기는 대부분 후면 커브 날개를 사용한다.
현대 전곡엽편풍기의 효율은 구식 제품보다 이미 현저하게 향상되었기 때문에 작은 유량과 높은 압력의 장소나 저압과 큰 유량의 장소에서 여전히 널리 사용되고 있다.
직경 수출 날개는 우리나라에서 이미 자주 사용하지 않으며, 일부 내마모와 내부식을 요구하는 풍기에서는 직경 수출 날개를 자주 사용한다.
원심풍기 날개바퀴를 설계할 때 회전속도와 날개형식이 일정한 관계가 있음을 고려해야 한다(예표4). 그러므로 날개의 출구각을 확정하는 동시에 세 가지 날개형식이 압력, 지름방향 사이즈와 효율에 미치는 영향을 종합적으로 고려한 다음에 표1과 표4를 종합한 후에 확정해야 한다.
원심풍기 잎바퀴 날개 수출각 베타 2A를 정확하게 확정하면 잎바퀴의 기타 주요 기하학적 사이즈의 확정에 튼튼한 기초를 다져 전체 원심풍기의 성능에 관건적인 역할을 할 것이다.