1. 前言

为认真贯彻国家节能减排的指导方针，在风机行业中使量大面广的离心通风机产品尽快更新换代，风机分会与西安交通大学所于2008年9月22～25日在西安召开了“新系列离心通风机试制工作会议”。经过四年多的准备和市场调研，风机分会和西安交大流体机械研究所充分发挥协会和科研单位的优势，组织行业性联合攻关，也是继70～80年代以来的第四次大规模的风机行业产品联合设计。此项工作的开展将为离心通风机产品整体技术水平的提高和节能减排产品的推广起到推动作用。

本次联合设计主要工作包括：对现有的离心通风机参数和模型进行分析，分析流量系数和压力系数随比转速的关系，指出型谱布局上的不足；提出型谱改进的设想，优化型谱布局，以最少的模型数来覆盖尽量大的参数范围；改进离心通风机设计方法，提高离心通风机设计的可靠性；以提出的型谱规划为基础，规划离心通风机基本模型机，设计基本模型机；试制基本模型机，并对基本模型机进行全面地实验研究，得到完善的实验数据，为基本模型的拓展和实现变型设计奠定基础。

2. 模型分析

分析的数据源取材于以下几个方面：

① 风机行业现有产品；

②《通风机气动略图和特性曲线》一书中的模型；

③ 西安交通大学研究的一些模型。

2.1 性能参数覆盖的范围

图1和图2是现有模型通风机的性能覆盖范围。图1反映的是各模型压力系数随比转速的变化关系，随比转速的增加，压力系数下降，近似为线性关系。比转速大的模型性能曲线平缓，参数覆盖范围大；比转速小的模型性能曲线陡，参数范围小。随比转速的增加，压力系数趋小。在小比转速范围内，后向离心通风机的模型数偏少，型谱有空缺，如比转速在15～25、压力系数在0.6～0.7之间，就没有合适的模型。图2反映的是各模型流量系数随比转速的变化关系，随比转速的增加流量系数呈增长趋势。

结论：压力系数随比转速的增加呈线性下降趋势；流量系数随比转速的增加呈线性增加趋势。

图1 压力系数随比转速的分布图

图2 流量系数随比转速的分布图

2.2 设计点参数的分布

为更进一步了解流量系数、压力系数随比转速的分布情况，将模型风机设计点的参数的绘于下图中，如图3和图4。

2.2.1 流量系数随比转速的分布

设计点流量系数随比转速的分布近似呈线性关系，为线性增加。中间一条为基线，加上两条上下限，流量系数在此三条线性线之间。

图3 模型风机设计点流量系数随比转速的分布图

2.2.2 压力系数随比转速的分布

设计点压力系数系数随比转速的分布也近似呈线性关系，为线性下降。和流量系数类似中间一条为基线，加上两条上下限，压力系数在此三条线性线之间。

图4 模型风机设计点压力系数随比转速的分布图

3. 型谱规划与布局

3.1 基本思路

根据以上分析，重新进行型谱布局，原则如下：结构简单 叶片型线、叶轮前盘型线尽可能简单；优化型谱布局，采用少尽可能的模型覆盖比较大的参数范围。

3.2 型谱规划

按比转速大小划分以下5段：10（8～15）、16（12～25）、25（20～40）、40（30～60）、70（50～100），对应5种基本模型级，其余机型均在以上基础上变化得出，比转速和压力系数变化分别利用变叶轮宽度和叶片型线实现。

新系列风机模型设计点流量系数随比转数的分布图

新系列风机模型设计点能量头系数随比转数的分布图

模 型 风 机 参 数 表

4. 模型风机设计与试验结果

根据模型规划结果，在比转速范围10～90内，规划了20个模型机，达到了以较少的模型覆盖较大的参数范围的设计要求。具有以下特点：高效节能、高效区宽、气流平稳、噪音低；叶轮均为后向板型叶片，功率曲线增长平缓，因此电机不易过载；具有良好的工艺性，加工制作更为方便。

新系列离心通风机的试验方法依据标准为GB/T1236-2017《工业通风机 用标准化风道性能试验》和GB/T2888-2008《风机罗茨鼓风机噪声测量方法》。

5. 总结

本项目离心通风机新系列型谱布局方案共有20台模型机。目前已完成其中11台模型的设计与试验工作，按GB19761-2020《通风机能效限定值及能效等级》有6台达到一级能效，5台达到二级能效。