吸油烟机多叶离心风机气动设计与优化

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1、分类号:学校码:10128UDC:学号:20151100139硕士学位论文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：动力工程及工程热物理论文题目：吸油烟机多叶离心风机气动设计与优化英文题目：Aerodynamicdesignandoptimizationofmultiplebladecentrifugalfanforrangehoods学生姓名：冯琪导师姓名：高虹副教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要随着经济的快速发展人民的生活水平越来越高，居民对居住环境的要求也在不断提高，例如空气质量，噪声污染等，这使得吸油烟机在厨

2、房中成为不可或缺的一部分。吸油烟机的空气动力和噪声的最主要来源是其风机系统。调查显示，人们在购买吸油烟机的过程中考量最多的因素为风量和噪声。目前使用中的很多吸油烟机都存在着油烟抽吸不干净、有一定的噪声等问题。针对此不足，本文将对吸油烟机多叶离心风机进行气动设计与优化，以此来增加排风量，减少能耗，降低噪声。本文主要结合了离心通风机现代气动设计方法与工程经验，选取了效率较低但压力高、噪声低且价格便宜的前向风机作为优化对象，进行优化设计研究。首先对某厂家提供的现有的家用吸油烟机多叶离心风机进行几何建模，然后对其内部流场进行计算分析，发现

3、影响风机性能的最主要因素有两方面：一、叶片进口角过大，不利于提高风机效率和降低噪声；二、蜗舌相对间隙和蜗舌小圆弧半径较小，这不利于降低蜗壳损失和离散噪声。因此，对叶片进口角、叶片出口角、蜗壳螺旋角、蜗舌间隙以及叶片进口直径等重要影响参数进行优化改进，并使用FLUENT软件对优化后的离心风机进行数值模拟研究，以此来达到增大风机压力，减少能耗及降低噪声的目标。经过优化发现，当叶片进口角为65°，叶片出口角为170°，蜗壳螺旋角为5°，蜗舌间隙为5%，蜗舌位置角度为65°，叶片进口直径比为D1/D2=0.78时，风机效率达到63.24%

4、，压力达到266.1Pa，且优化后的风机对叶轮内部流场和蜗舌处的回流得到了改善，使得噪声也有所降低。此次优化设计符合厂家要求：1、预计在最高效率点Q=981m3/h时增大压力到250Pa来增大排风量进而提高油烟净吸率；2、降低噪声2db左右。通过对样机的制作及性能测试，得出：试验结果与数值模拟结果符合较好。由此可以说，CFD模拟的结果是可以用来进行性能预测的。关键词：吸油烟机；多叶离心式风机；数值模拟；优化设计I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractWiththerapideconomicdevelopmentofthepeo

5、ple'slivingstandardsaregettinghigherandhigher,theresidents'requirementsforthelivingenvironmentaregraduallyincreasing,suchasairquality,noisepollution,etc.,whichmakestherangehoodinthekitchenbecomeaveryimportantpart.Themainsourceofaerodynamicsandnoiseforrangehoodsisitsfa

6、nsystem.Thesurveyshowsthatpeopleconsiderthemostimportantfactorinthepurchaseofrangehoodsaswindvolumeandnoise.Manyhoodscurrentlyinusehaveproblemssuchasuncleanfumeextractionandcertainnoise.Inresponsetothisdeficiency,thisarticlewillaerodynamicdesignandoptimizationoftheran

7、gehoodcentrifugalfan,inordertoincreasetheamountofexhaust,reduceenergyconsumptionandnoise.Thispapermainlycombinesthemodernaerodynamicdesignmethodsandengineeringexperienceofcentrifugalfan,andselectstheforwardfanwithlowefficiencybuthighpressure,lownoiseandlowpriceastheop

8、timizationobject,andcarriesoutoptimizationdesignresearch.Firstly,theexistingdomestichouseholdhoodmulti-bladecentrifugalfanpr