本發(fā)明涉及吸油煙機(jī)，特別涉及一種蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法、風(fēng)機(jī)蝸殼、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)及吸油煙機(jī)。
背景技術(shù)：
1、多翼離心風(fēng)機(jī)具有吸力大、噪聲低、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，被應(yīng)用于家用吸油煙機(jī)中。蝸殼是離心風(fēng)機(jī)的核心部件，其作用是將葉輪出口氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成勢(shì)能，克服煙道阻力，并將煙氣導(dǎo)出蝸殼，最終排向室外。蝸殼的型線不僅決定了離心風(fēng)機(jī)的外型尺寸，同時(shí)對(duì)風(fēng)量、效率以及氣動(dòng)噪聲均有較大的影響，進(jìn)行決定了吸油煙機(jī)的氣動(dòng)性能和噪聲表現(xiàn)。
2、傳統(tǒng)的蝸殼型線的設(shè)計(jì)采用等環(huán)量法和平均速度法。其中，等環(huán)量法是等環(huán)量法是建立在氣流自由流動(dòng)、其動(dòng)量矩保持不變的假設(shè)上，得出流體質(zhì)點(diǎn)在蝸殼內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡符合對(duì)數(shù)羅螺旋線。而平均速度法先用下式計(jì)算出最大開(kāi)度，再按公式：計(jì)算出蝸殼型線。這類導(dǎo)數(shù)連續(xù)的蝸殼型線方便計(jì)算，但對(duì)于吸油煙機(jī)來(lái)講，離心風(fēng)機(jī)的外型尺寸受風(fēng)機(jī)架限制，其進(jìn)口位于箱體內(nèi)，出口連接工作管網(wǎng)。傳統(tǒng)的蝸殼型線設(shè)計(jì)不符合吸油煙機(jī)的蝸殼內(nèi)部的氣體流動(dòng)規(guī)律，且無(wú)法滿足多工況運(yùn)行性能最優(yōu)的狀態(tài)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的蝸殼型線設(shè)計(jì)方法所獲得的多翼離心風(fēng)機(jī)性能不佳的缺陷，提供一種蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法、蝸殼、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)及吸油煙機(jī)。
2、本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題：
3、一種蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其用于設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)蝸殼的蝸殼型線，所述蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：
4、s1、沿蝸殼型線的出口至蝸舌的方向，將蝸殼型線分為至少三段曲線；
5、s2、沿蝸殼型線的出口至蝸舌的方向依次計(jì)算各段曲線的尺寸參數(shù)，其中，每一段曲線的計(jì)算方法至少包括：
6、s21、以每一段曲線的尺寸參數(shù)作為因素，以風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)和風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)作為響應(yīng)，進(jìn)行正交試驗(yàn)；
7、s22、基于正交試驗(yàn)結(jié)果，獲得關(guān)于風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)的線性回歸方程和關(guān)于風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)的線性回歸方程；
8、s23、將關(guān)于風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)的線性回歸方程和關(guān)于風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)的線性回歸方程的最優(yōu)解作為每一段曲線的尺寸參數(shù)。
9、該蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)和風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)反映風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)特征，并沿蝸殼型線的出口至蝸舌的方向?qū)⑽仛ば途€分為至少三段曲線并分段進(jìn)行計(jì)算，以相比于整體計(jì)算，可以顯著降低計(jì)算難度。其中，每一段曲線的尺寸參數(shù)通過(guò)正交試驗(yàn)的方式獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再使用線性回歸方程來(lái)擬合這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以較為簡(jiǎn)單的計(jì)算方式獲得最優(yōu)解，計(jì)算工作量有效減小。
10、并且，靠近蝸殼型線的出口側(cè)的曲線形狀對(duì)于風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的影響相對(duì)較大，因此從靠近出口側(cè)的曲線開(kāi)始依次進(jìn)行計(jì)算，以盡可能匹配風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)特征。
11、較佳地，在步驟s21中具體包括：
12、沿蝸殼型線的出口至蝸舌的方向的第一段曲線作為正交試驗(yàn)的因素的尺寸參數(shù)至少包括出口角。
13、將蝸殼型線的出口角作為正交試驗(yàn)的因素，客觀反映蝸殼型線的尺寸參數(shù)，提升采用該蝸殼型線的風(fēng)機(jī)性能。
14、較佳地，在步驟s21中具體包括：
15、沿蝸殼型線的出口至蝸舌的方向的最后一段曲線作為正交試驗(yàn)的因素的尺寸參數(shù)至少包括蝸舌半徑。
16、將蝸殼型線的蝸舌半徑作為正交試驗(yàn)的因素，客觀反映蝸殼型線的尺寸參數(shù)，提升采用該蝸殼型線的風(fēng)機(jī)性能。
17、較佳地，在步驟s21中具體包括：每一段曲線的正交試驗(yàn)的因素?cái)?shù)量均小于等于四。
18、通過(guò)控制各段曲線在正交試驗(yàn)時(shí)的因素?cái)?shù)量，避免因素?cái)?shù)量過(guò)多而導(dǎo)致試驗(yàn)次數(shù)顯著增加，控制試驗(yàn)成本和工作量。
19、較佳地，所述風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)由風(fēng)機(jī)在小流量工況下的全壓損失系數(shù)和大流量工況下的全壓損失系數(shù)進(jìn)行加權(quán)后獲得；和/或，
20、所述風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)由風(fēng)機(jī)在小流量工況下的靜壓恢復(fù)系數(shù)和大流量工況下的靜壓恢復(fù)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)后獲得。
21、在進(jìn)行蝸殼型線優(yōu)化時(shí)，通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)在小流量工況下以及大流量工況下的參數(shù)進(jìn)行加權(quán)，以得到能夠兼顧兩種主流工況且氣動(dòng)性能較優(yōu)的蝸殼型線。
22、較佳地，在所述風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)和/或所述風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)中，加權(quán)比例為1：1；和/或，
23、所述小流量工況為油煙機(jī)的工作風(fēng)量在12m3/min時(shí)的工作工況；和/或，
24、所述大流量工況為油煙機(jī)的工作風(fēng)量在35m3/min時(shí)的工作工況。
25、較佳地，在步驟s21中具體包括：
26、基于最大蝸殼型線設(shè)置正交試驗(yàn)中的各因素水平。
27、最大蝸殼型線通常指的是在給定設(shè)計(jì)約束下所能夠設(shè)計(jì)出的最大蝸殼形狀。在針對(duì)各段曲線進(jìn)行正交試驗(yàn)的步驟s21中，基于最大蝸殼型線設(shè)置正交試驗(yàn)中的各因素水平，以設(shè)置合理的水平范圍，在確保水平范圍足夠?qū)挾梢愿采w可能的最佳值的前提下，避免水平范圍超出限制而獲得無(wú)法被采用的尺寸參數(shù)。
28、較佳地，基于風(fēng)機(jī)架的寬度和深度、葉輪外徑和裝配間隙計(jì)算獲得最大蝸殼型線。
29、通過(guò)這些參數(shù)計(jì)算獲得最大蝸殼型線，使得通過(guò)該設(shè)計(jì)方法所獲得的蝸殼型線的尺寸參數(shù)可以滿足裝配需求。
30、一種風(fēng)機(jī)蝸殼，所述風(fēng)機(jī)蝸殼的尺寸參數(shù)通過(guò)如上所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法所獲得。
31、一種風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用如上所述的風(fēng)機(jī)蝸殼。
32、一種吸油煙機(jī)，所述吸油煙機(jī)采用如上所述的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。
33、本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：
34、該蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法、蝸殼、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)及吸油煙機(jī)中，通過(guò)風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)和風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)反映風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)特征，并沿蝸殼型線的出口至蝸舌的方向?qū)⑽仛ば途€分為至少三段曲線并分段進(jìn)行計(jì)算，以相比于整體計(jì)算，可以顯著降低計(jì)算難度。
35、其中，每一段曲線的尺寸參數(shù)通過(guò)正交試驗(yàn)的方式獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，再使用線性回歸方程來(lái)擬合這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以較為簡(jiǎn)單的計(jì)算方式獲得最優(yōu)解，計(jì)算工作量有效減小。并且，靠近蝸殼型線的出口側(cè)的曲線形狀對(duì)于風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的影響相對(duì)較大，因此從靠近出口側(cè)的曲線開(kāi)始依次進(jìn)行計(jì)算，以盡可能匹配風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)特征。
1.一種蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其用于設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)蝸殼的蝸殼型線，其特征在于，所述蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟s21中具體包括：
3.如權(quán)利要求1所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟s21中具體包括：每一段曲線的正交試驗(yàn)的因素?cái)?shù)量均小于等于四。
4.如權(quán)利要求1所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)由風(fēng)機(jī)在小流量工況下的全壓損失系數(shù)和大流量工況下的全壓損失系數(shù)進(jìn)行加權(quán)后獲得；和/或，
5.如權(quán)利要求4所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在所述風(fēng)機(jī)全壓損失系數(shù)和/或所述風(fēng)機(jī)靜壓恢復(fù)系數(shù)中，加權(quán)比例為1：1；和/或，
6.如權(quán)利要求1所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在步驟s21中具體包括：
7.如權(quán)利要求6所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，基于風(fēng)機(jī)架的寬度和深度、葉輪外徑和裝配間隙計(jì)算獲得最大蝸殼型線。
8.一種風(fēng)機(jī)蝸殼，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)蝸殼的尺寸參數(shù)通過(guò)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的蝸殼型線的設(shè)計(jì)方法所獲得。
9.一種風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用如權(quán)利要求8所述的風(fēng)機(jī)蝸殼。
10.一種吸油煙機(jī)，其特征在于，所述吸油煙機(jī)采用如權(quán)利要求9所述的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。