风机叶轮设计计算表



离心式风机叶轮设计计算表
（根据风量、风压自动计算叶轮主要尺寸与叶片参数 — 黄色单元格为输入项，绿色为自动计算，红色为关键结果）
一、已知条件（输入参数）
序号	参数名称	符号	数值	单位	计算公式 / 说明
1	风量	Q	20000	m³/h	设计要求给定
2	风量（换算）	Qs	5.555555556	m³/s	Q / 3600
3	全压	PtF	3000	Pa	设计要求给定
4	介质密度	ρ	1.2000	kg/m³	标准空气20℃时为1.2
5	转速	n	1450	r/min	电机直连/皮带传动确定
6	介质温度	t	20	℃	设计工况温度
7	大气压力	Patm	101.3250	kPa	标准大气压=101.325
8	介质类型	—	空气	—	空气/烟气/其他气体
二、比转速计算与型式选择
序号	参数名称	符号	数值	单位	计算公式 / 说明
1	比转速	ns	9.666666667	—	n×√Qs / (PtF/ρ)^0.75
2	风机型式	—	前向叶片离心风机	—	根据比转速范围选择
3	比转速参考范围	—	<15前向, 15~30后向, 30~50径向, 50~80混流, >80轴流	—	离心风机一般ns=10~80
三、叶轮主要尺寸计算
序号	参数名称	符号	数值	单位	计算公式 / 说明
1	压力系数	ψ	0.6000	—	后向0.4~0.7，径向0.6~0.8，前向0.8~1.2
2	流量系数	φ	0.2200	—	后向0.15~0.25，前向0.25~0.40
3	叶轮外圆周速度	u2	64.54972244	m/s	√(PtF / (ψ×ρ))
4	叶轮外径	D2	0.850213026	m	60×u2 / (π×n)
5	进口速度比	ε	0.4000	—	C0/u2，通常0.3~0.5
6	进口速度	C0	25.81988897	m/s	ε × u2
7	叶轮进口直径	D0	0.523409525	m	√(4×Qs / (π×C0))
8	叶片进口直径	D1	0.523409525	m	通常取 D1 ≈ D0
9	进出口直径比	D1/D2	0.615621625	—	通常 0.3~0.6
10	出口子午速度比	λ2	0.6000	—	C2m/u2，通常0.5~0.7
11	出口子午速度	C2m	38.72983346	m/s	λ2 × u2
12	叶片出口宽度	b2	0.053703704	m	Qs / (π×D2×C2m)
13	叶片进口宽度	b1	0.130852381	m	Qs / (π×D1×C0)
四、速度三角形与叶片角度
序号	参数名称	符号	数值	单位	计算公式 / 说明
1	进口圆周速度	u1	39.73820502	m/s	π×D1×n / 60
2	进口气流角	β1	33.01378698	°	atan(C0 / u1)
3	冲角	i	3	°	通常取 0°~5°
4	叶片进口安装角	β1A	36.01378698	°	β1 + i
5	叶片出口安装角	β2A	45	°	后向30~60°，径向90°，前向90~150°
6	出口旋绕速度	Cu2	25.81988897	m/s	u2 - C2m/tan(β2A)
7	出口绝对速度	C2	46.54746681	m/s	√(Cu2² + C2m²)
8	进口绝对速度	C1	25.81988897	m/s	无预旋时 C1 = C1m = C0
9	理论全压	Pt_th	2000	Pa	ρ × u2 × Cu2
10	滑移系数	μ	0.8500	—	Eck公式或经验值，通常0.80~0.95
11	实际理论全压	Pt_act	1700	Pa	μ × Pt_th
五、叶片参数
序号	参数名称	符号	数值	单位	计算公式 / 说明
1	叶片数	Z	18	片	6.5×(D2+D1)/(D2-D1)×sin((β1A+β2A)/2)
2	叶片厚度	δ	3	mm	通常 2~5 mm
3	叶片包角	θ	90	°	通常 60°~120°
六、功率计算
序号	参数名称	符号	数值	单位	计算公式 / 说明
1	理论功率	Nth	16.66666667	kW	Qs × PtF / 1000
2	全压效率	η	0.8200	—	后向0.80~0.90，前向0.60~0.75
3	轴功率	Nsh	20.32520325	kW	Nth / η
4	电机余量系数	K	1.1500	—	通常 1.1~1.3
5	电机功率	Nm	23.37398374	kW	Nsh × K
6	选用电机功率	Nstd	25	kW	向上取整到标准电机功率
七、设计结果汇总
序号	参数名称	符号	数值	单位	计算公式 / 说明
1	风机型式	—	前向叶片离心风机	—	由比转速确定
2	叶轮外径	D2	0.850213026	m	关键尺寸
3	叶轮进口直径	D0	0.523409525	m	关键尺寸
4	叶片进口直径	D1	0.523409525	m	关键尺寸
5	叶片出口宽度	b2	0.053703704	m	关键尺寸
6	叶片进口宽度	b1	0.130852381	m	关键尺寸
7	叶片进口安装角	β1A	36.01378698	°	关键角度
8	叶片出口安装角	β2A	45	°	关键角度
9	叶片数	Z	18	片	关键参数
10	叶片厚度	δ	3	mm	关键参数
11	叶轮外圆周速度	u2	64.54972244	m/s	校核用
12	比转速	ns	9.666666667	—	型式判据
13	轴功率	Nsh	20.32520325	kW	选型用
14	电机功率	Nm	23.37398374	kW	选型用
15	选用电机功率	Nstd	25	kW	标准电机
【使用说明】
1. 黄色单元格为输入参数，请根据实际设计要求填写；绿色为自动计算；红色为关键结果。
2. 修改任意输入参数后，所有计算结果将自动更新。
3. 压力系数ψ、流量系数φ、出口安装角β2A需根据风机型式合理选取（参见说明列）。
4. 滑移系数μ可按Eck公式计算：μ=1/(1+1.5×sinβ2A/Z)，或直接输入经验值。
5. 叶片数Z由经验公式估算，可根据实际情况取偶数调整。
【密度修正】 非标准工况下密度计算：ρ = 1.2 × (273+20)/(273+t) × Patm/101.325