唐奇

摘 要：本文主要從廚房通風(fēng)量的計(jì)算和吸油煙機(jī)的風(fēng)道設(shè)計(jì)兩方面，探討了吸油煙機(jī)的風(fēng)道設(shè)計(jì)，并分析了葉輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)、蝸殼結(jié)構(gòu)改進(jìn)以及降噪技術(shù)的處理。

關(guān)鍵詞：吸油煙機(jī)；風(fēng)道；蝸殼；降噪；設(shè)計(jì)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)居民生活水平日益提高，廚房中吸油煙機(jī)的普及率已經(jīng)相當(dāng)高。吸油煙機(jī)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(duì)于室內(nèi)生活環(huán)境的改善以及實(shí)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(duì)吸油煙機(jī)市場(chǎng)的銷售以及運(yùn)營(yíng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)不少吸油煙設(shè)備存在一定的設(shè)計(jì)缺陷或者設(shè)計(jì)不完善的地方，從而導(dǎo)致吸油煙機(jī)效率不高，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此，針對(duì)吸油煙機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)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(duì)于促進(jìn)整個(gè)吸油煙機(jī)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(shí)意義。

1 廚房通風(fēng)量的計(jì)算

對(duì)于廚房通風(fēng)量的計(jì)算，主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容：排風(fēng)面的精確計(jì)算、局部排風(fēng)量計(jì)算以及全面風(fēng)量計(jì)算。

（1）排風(fēng)量的精確計(jì)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?jī)?nèi)溫度（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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?jī)?nèi)顯熱發(fā)熱量（瓦）。

式中：Q1為廚房?jī)?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(jì)算，由于廚房?jī)?nèi)產(chǎn)生的油煙是通過(guò)集煙罩收集，并經(jīng)由風(fēng)機(jī)抽取至室外，因此集煙罩的排風(fēng)量的計(jì)算結(jié)果直接關(guān)系到吸油煙機(jī)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(jì)算：

式中：V為排油煙量（m?/h）；P為排風(fēng)罩周長(zhǎng)（m）；H為排風(fēng)罩與灶臺(tái)面間距（m）。

（3）全面通風(fēng)量計(jì)算，主要是根據(jù)總通風(fēng)量同局部排風(fēng)量之間差值進(jìn)行計(jì)算：

式中：G為全面通風(fēng)量（m?/h）；U為面風(fēng)速（m/s）；h為時(shí)間（h）；μ為安全系數(shù)（1.1-1.2）。

2 吸油煙機(jī)的風(fēng)道設(shè)計(jì)與改進(jìn)

吸油煙機(jī)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(jī)），其中，進(jìn)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(jī)的主體為蝸殼、電機(jī)和葉輪。

因此，對(duì)吸油煙機(jī)的風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改進(jìn)，主要從葉輪的改進(jìn)、蝸殼結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以及降噪技術(shù)的處理3個(gè)方面著手。

2.1 葉輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)

對(duì)于葉輪的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，結(jié)合流體力學(xué)CFD技術(shù)進(jìn)行葉輪內(nèi)部三維流動(dòng)模擬分析發(fā)現(xiàn)：由于風(fēng)機(jī)葉片過(guò)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(jī)的效率。因此，可改變?nèi)~輪的進(jìn)風(fēng)面數(shù)目和葉輪出口角等方法，提高風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量。

（1）雙側(cè)進(jìn)氣輪。改變?nèi)~輪的進(jìn)風(fēng)面數(shù)目，即將原來(lái)的單面進(jìn)風(fēng)增加到雙面。雖然單面進(jìn)風(fēng)時(shí)，可通過(guò)增大葉輪外徑來(lái)提高進(jìn)風(fēng)量，但這會(huì)大大增加電機(jī)的負(fù)荷，綜合能效會(huì)下降。而增加進(jìn)風(fēng)面，能夠最大限度地利用電機(jī)側(cè)區(qū)域，從而在改善葉輪內(nèi)部流動(dòng)的同時(shí)，極大提高吸油煙機(jī)進(jìn)風(fēng)量。HD吸油煙機(jī)在采用此方法后，進(jìn)風(fēng)量由原來(lái)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(jìn)口角、葉片數(shù)、出口角、直徑等，其中出口角對(duì)進(jìn)風(fēng)量影響較大。一般的，對(duì)于多翼離心風(fēng)機(jī)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(shí)，吸油煙機(jī)的排風(fēng)量將提升30%，同時(shí)，風(fēng)壓提高50%。

2.2 蝸殼結(jié)構(gòu)改進(jìn)

對(duì)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(dòng)和氣動(dòng)性能的好壞。傳統(tǒng)蝸殼型線的設(shè)計(jì)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(shí)際中，為匹配吸油煙機(jī)的箱體尺寸，需進(jìn)行蝸殼的切割，從而影響到蝸殼內(nèi)部的流場(chǎng)。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(diǎn)，建立對(duì)應(yīng)的流動(dòng)連續(xù)方程，并通過(guò)迭代計(jì)算，得到最合適的蝸殼型線，進(jìn)而最大限度降低氣流分流，提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量。

3 降噪技術(shù)處理

吸油煙機(jī)的噪音一直是該行業(yè)內(nèi)面臨的重要問(wèn)題，對(duì)吸油煙機(jī)的降噪處理主要是從風(fēng)機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造方面著手。對(duì)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選型、優(yōu)化，采用先進(jìn)的制造工藝進(jìn)行設(shè)備的生產(chǎn)和裝配，控制好機(jī)械的振動(dòng)，從而有效降低吸油煙機(jī)的振動(dòng)和噪聲?；陬l譜分析來(lái)進(jìn)行吸油煙機(jī)的振動(dòng)和噪聲測(cè)試，降低吸油煙機(jī)的噪聲以及提高聲音品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]呂立豐，李偉，顧正東.吸油煙機(jī)雙面均勻進(jìn)風(fēng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（5）：52.

[2]馬勛舉.基于負(fù)壓原理的新型抽油煙機(jī)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)[J].機(jī)電技術(shù)，2015，（5）：24-26.