唐奇
摘 要:本文主要從廚房通風(fēng)量的計算和吸油煙機的風(fēng)道設(shè)計兩方面,探討了吸油煙機的風(fēng)道設(shè)計,并分析了葉輪結(jié)構(gòu)改進、蝸殼結(jié)構(gòu)改進以及降噪技術(shù)的處理。
關(guān)鍵詞:吸油煙機;風(fēng)道;蝸殼;降噪;設(shè)計
0 引言
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國居民生活水平日益提高,廚房中吸油煙機的普及率已經(jīng)相當(dāng)高。吸油煙機的性能好壞,如通風(fēng)量的大小、噪聲的控制、效率的高低等,對于室內(nèi)生活環(huán)境的改善以及實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)都具有非常重要的意義。根據(jù)對吸油煙機市場的銷售以及運營調(diào)研,發(fā)現(xiàn)不少吸油煙設(shè)備存在一定的設(shè)計缺陷或者設(shè)計不完善的地方,從而導(dǎo)致吸油煙機效率不高,無法達(dá)到預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。因此,針對吸油煙機設(shè)計進行相應(yīng)的技術(shù)改造和降噪技術(shù)的處理等研究探討,對于促進整個吸油煙機行業(yè)的發(fā)展,提高居民的生活水平等,具有一定指導(dǎo)和現(xiàn)實意義。
1 廚房通風(fēng)量的計算
對于廚房通風(fēng)量的計算,主要包括3個方面的內(nèi)容:排風(fēng)面的精確計算、局部排風(fēng)量計算以及全面風(fēng)量計算。
(1)排風(fēng)量的精確計算,總排風(fēng)量包括局部和全面排風(fēng)量,根據(jù)熱平衡原理:
式中:V為總排風(fēng)量(m?/h);Tp為廚房內(nèi)溫度(根據(jù)經(jīng)驗值取定:春夏季可取35℃;秋冬季可取15℃);Ts為送風(fēng)溫度(℃);Q為廚房內(nèi)顯熱發(fā)熱量(瓦)。
式中:Q1為廚房內(nèi)設(shè)備散熱量(瓦),主要是按照工藝水平要求,參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選?。籕2為廚房人員的散熱量(瓦);Q3為廚房照明設(shè)備散熱量(瓦);Q4為廚房外圍結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷(瓦)。
(2)局部排風(fēng)量計算,由于廚房內(nèi)產(chǎn)生的油煙是通過集煙罩收集,并經(jīng)由風(fēng)機抽取至室外,因此集煙罩的排風(fēng)量的計算結(jié)果直接關(guān)系到吸油煙機的通風(fēng)量結(jié)果和效率。通常在平面尺寸上,集煙罩尺寸比灶邊大約100mm,且高度應(yīng)大于600mm小于700mm,而排風(fēng)量的計算:
式中:V為排油煙量(m?/h);P為排風(fēng)罩周長(m);H為排風(fēng)罩與灶臺面間距(m)。
(3)全面通風(fēng)量計算,主要是根據(jù)總通風(fēng)量同局部排風(fēng)量之間差值進行計算:
式中:G為全面通風(fēng)量(m?/h);U為面風(fēng)速(m/s);h為時間(h);μ為安全系數(shù)(1.1-1.2)。
2 吸油煙機的風(fēng)道設(shè)計與改進
吸油煙機主要結(jié)構(gòu)包括:集煙罩(攏煙)、箱體以及風(fēng)道系統(tǒng)(風(fēng)機),其中,進風(fēng)口設(shè)置在集煙罩上,出風(fēng)口設(shè)置在箱體上;風(fēng)機的主體為蝸殼、電機和葉輪。
因此,對吸油煙機的風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計與改進,主要從葉輪的改進、蝸殼結(jié)構(gòu)的改進以及降噪技術(shù)的處理3個方面著手。
2.1 葉輪結(jié)構(gòu)改進
對于葉輪的結(jié)構(gòu)改進,結(jié)合流體力學(xué)CFD技術(shù)進行葉輪內(nèi)部三維流動模擬分析發(fā)現(xiàn):由于風(fēng)機葉片過度彎曲,流道偏短,從而極易導(dǎo)致葉輪內(nèi)出現(xiàn)脫流現(xiàn)象,從而大大降低吸油煙機的效率。因此,可改變?nèi)~輪的進風(fēng)面數(shù)目和葉輪出口角等方法,提高風(fēng)機的排風(fēng)量。
(1)雙側(cè)進氣輪。改變?nèi)~輪的進風(fēng)面數(shù)目,即將原來的單面進風(fēng)增加到雙面。雖然單面進風(fēng)時,可通過增大葉輪外徑來提高進風(fēng)量,但這會大大增加電機的負(fù)荷,綜合能效會下降。而增加進風(fēng)面,能夠最大限度地利用電機側(cè)區(qū)域,從而在改善葉輪內(nèi)部流動的同時,極大提高吸油煙機進風(fēng)量。HD吸油煙機在采用此方法后,進風(fēng)量由原來的14m?/min增加到了17m?/min,效果顯著。
(2)改變?nèi)~輪的出口角。葉輪的相關(guān)參數(shù)包括進口角、葉片數(shù)、出口角、直徑等,其中出口角對進風(fēng)量影響較大。一般的,對于多翼離心風(fēng)機而言,其葉片出口角范圍為160°~170°。當(dāng)其他參數(shù)不變的情況下,將出口角控制到150°~170°之間時,吸油煙機的排風(fēng)量將提升30%,同時,風(fēng)壓提高50%。
2.2 蝸殼結(jié)構(gòu)改進
對于蝸殼而言,蝸殼內(nèi)的流線直接影響著蝸殼內(nèi)部的流動和氣動性能的好壞。傳統(tǒng)蝸殼型線的設(shè)計都是采用阿基米德型線、等矩形螺旋線以及不等距型螺旋線。實際中,為匹配吸油煙機的箱體尺寸,需進行蝸殼的切割,從而影響到蝸殼內(nèi)部的流場。為最大限度地降低這類影響,可假設(shè)葉輪出口為出發(fā)點,建立對應(yīng)的流動連續(xù)方程,并通過迭代計算,得到最合適的蝸殼型線,進而最大限度降低氣流分流,提高風(fēng)機的風(fēng)壓和風(fēng)量。
3 降噪技術(shù)處理
吸油煙機的噪音一直是該行業(yè)內(nèi)面臨的重要問題,對吸油煙機的降噪處理主要是從風(fēng)機的機構(gòu)設(shè)計和制造方面著手。對風(fēng)機結(jié)構(gòu)進行合理選型、優(yōu)化,采用先進的制造工藝進行設(shè)備的生產(chǎn)和裝配,控制好機械的振動,從而有效降低吸油煙機的振動和噪聲?;陬l譜分析來進行吸油煙機的振動和噪聲測試,降低吸油煙機的噪聲以及提高聲音品質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
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