中国经济的高速持续增长，促进了风机行业的快速发展。很多企业在市场竞争中不断地发展壮大，并形成了一定的规模，如何在市场上立于不败之地，走持续发展的道路，是这些企业迫切需要考虑的问题。企业的持续发展涉及很多方面，本文仅从中小风机企业技术发展角度谈几点认识。

一、通风机的型谱规划

我国通风机的产品研发都是从单个模型机出发，不考虑各模型机之间的联系，产品开发往往只是满足某个特定的性能参数要求，这样的后果便是不断地研发新的模型来满足新的应用要求，缺乏从总体上对模型机进行规划和布局，对部件的通用性也缺少必要的研究。如果对通风机的型谱进行规划，形成若干个高效率的模型机，并在此基础上通过变型设计延伸出更多的高效率机型，这样不仅能满足各应用领域参数多样性的要求，形成产品系列化，还能达到节约能源的目的，对提高我国通风机整体运行效率有非常重要的意义。

对通风机的型谱规划，可以从以下几个方面考虑：①优化型谱布局，采用尽可能少的模型覆盖比较大的参数范围，各种模型尽可能有高、中、低压方案，使用变型设计方法来实现大覆盖面。②结构简单，叶片型线、叶轮前盘型线尽可能简单(如平行前盘、锥形前盘，直叶片、单圆弧和双圆弧)，尝试同一模型变型风机前盘相同。③各模型基本元件尽可能通用，如不同的模型前盘可以互换，叶片型线可以互换。

以离心通风机为例，对型谱进行规划，根据性能参数覆盖的范围进行优化，图1是按R20优选数系规划的型谱表，图中同时也列出了流量系数和压力系数的对应关系。

二、通风机优化设计

根据型谱规划，形成一个基本模型系列，对这个基本模型系列进行优化设计。优化设计的过程分以下几个方面：①分析现有的效率、噪声等性能指标较好的风机模型，对这些模型进行必要的改进，作为优化设计的基础。②建立优化设计目标函数，应用优化设计方法确定风机流动部件的几何参数。③使用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件包，分析风机内部流动并对结果进行分析，判断各部件流动的优劣。④根据流动分析结果，对前面的优化设计结果进行改进。⑤对模型进行试制及试验，整个过程框架如图2、图3所示。

目前，比较常用的流动分析软件有：Fluent、Star—CD、Numeca等。

三、通风机模型试验

从技术发展角度上看，模型试验及试验验证是必不可少的。一方面，模型机性能是否满足设计要求，需要在标准试验台上进行试验验证；另一方面，通风机部件对性能的影响，也需要进行试验研究。因此，必须设计各种模型机的标准试验台，使之不仅满足各种模型机试验要求，还能适应通风机部件性能试验的要求。

图4所示是进气风室式模型试验台示意图，试验台满足GB／T1236—2000(ISO5801：1997)要求，流量测试方法采用风室中的多喷嘴测量，流量参量范围使用喷嘴个数控制。更换通风机组件可实现不同模型机的性能试验，改变调节机构的叶片角度可以研究不同导叶进口角对通风机性能的影响，改变通风机内部部件(如不同叶片)可以探讨部件对通风机性能的影响。

同时，对模型机进行性能试验以及改变几何参数对离心通风机性能影响的试验研究，可以验证前面模型机的优化设计结果和数值模拟结果，给模型机的改进设计提供试验依据。

四，通风机模型数据库

在前述工作的基础上，通风机生产企业应该建立模型数据库，并且随着模型机的研制不断地扩充和完善数据库。通风机模型数据库包括性能数据库和结构数据库，性能数据库描述通风机的气动性能，主要指通风机压力、功率、噪声等参数随流量的变化关系，用于通风机的选型设计、变型设计等；结构数据库描述通风机的几何特征和结构特点。图5为数据库机构示意图和数据库维护示意图。

通风机模型机数据库的规模和完善程度体现一个企业的技术实力，随着产品种类的增多，数据库的规模会不断增加，模型参数的覆盖范围也会增大，通风机的选型和变型设计也会变得更加容易，企业面对市场的能力就会不断地增强。

五、通风机应用软件开发

通风机选型设计、通风机变型设计和通风机调节性能预测均依赖于模型机的开发，依赖于通风机性能试验、通风机部件性能试验和改变几何尺寸后性能的研究，在这些工作的基础上形成通风机应用软件包，则可大大提升企业技术水平及应对市场的能力。通风机应用软件包应包含选型设计软件、变形设计软件和通风机调节性能预测。

1．通风机选型设计

通风机是否节能只有在实际应用中才能体现，一台本身效率很高的风机，如果选型不当，可能不在高效区运行，起不到节能效果。因此风机的合理选型对其实际运行效率和节能有非常重要的意义。图6、图7所示是由于选型不合理造成风机低效运行示意图。如果将系统阻力计算和通风机软性集成在通风机选型设计软件中，则可更加准确地计算系统阻力，估计通风机设计参数，更好地进行风机选型，使通风机在高效区运行，从而实现节能目的。

通常通风机选型遵循以下原

则：①设计参数的准确计算，通风机必须满足系统使用的流量和压力，系统的使用流量和压力要经过准确的分析与计算，如有可能，最好以实测数据为基础，或参考类似的系统确定。②风机运行工况点的选择要求风机在高效区运行，处于效率曲线的最高点或稍偏右运行。③预留的富裕量要合适，使正常使用的工作点尽可能接近设计工况，使风机长期运行在高效区内。④选择风机性能曲线与实际要求相适应。⑤所选择的风机应具有结构简单，易于维修，体积小，重量轻，设备投资和运行费用少等特点。

2通风机变型设计

当选型设计和相似设计都不能满足设计要求时，需进行变型设计，选用比转速相差不多、性能较好的通风机进行变型设计。变型量控制在一定范围内时，可以认为变型设计点的效率近似不变。变型设计方法主要有：变叶轮宽度、变叶片数、变叶轮外径及出13安装角或叶片型线、变叶片进口安装角。

3．通风机调节性能预测

通风机的调节方法大致有：进出口节流调节、进口导流器调节、变转速调节、轴流风机变叶片角度调节等。图8为变进口导流器角度时通风机的性能曲线，图9为不同叶片角度下对旋轴流通风机的性能曲线，依试验数据和数值模拟手段(CFD)为基础，建立性能预测模型，形成计算机软件，可以较为准确地预测通风机调节性能曲线，为通风机的高效低碳运行打下基础。

六、结语

以前简单讨论了中小风机企业技术发展思路，根据起来是先进宪产品规划，再使用先进的设计手段进行模型设计，然后建立标准试验台进行模型机试验和部件对通风机性能影响试验，在此基础上建立模型数据库并发展计算机应用软件，如选型设计软件、变型设计软件和通风机调节性能预测软件。