論吸油煙機的風(fēng)道設(shè)計

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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