[發明專利]一種油煙機結構尺寸參數的優化設計方法

在審

• 申請號: 202110982969.3
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113626957A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 楊彩云;郭華芳;賀麗萍;朱明甜;裴虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/06;G06F111/10;G06F119/10
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 勞劍東;莫瑤江

1.一種油煙機結構尺寸參數的優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

確定油煙機的基礎參數與目標優化參數；

根據所述油煙機的基礎參數和所述目標優化參數，設計油煙機的葉輪結構參數與蝸殼結構參數；

根據所述葉輪結構參數和所述蝸殼結構參數，構建油煙機的物理模型；

通過正交試驗優化葉輪結構參數，并根據優化后的葉輪結構參數改進油煙機的物理模型；

根據改進的油煙機的物理模型完成試制樣機的打樣與校驗。

2.根據權利要求1所述的油煙機結構尺寸參數的優化設計方法，其特征在于，所述基礎參數為油煙機當前物理參數，具體包括：風量、葉輪轉速、風機靜壓、噪音、葉片進風角、葉片出風角。

3.根據權利要求1所述的油煙機結構尺寸參數的優化設計方法，其特征在于，所述目標優化參數為油煙機待優化的目標物理參數，具體包括：風量、最大靜壓與噪音三個指標中的任意一項或多項的組合。

4.根據權利要求1所述的油煙機結構尺寸參數的優化設計方法，其特征在于，所述葉輪結構參數包括：葉輪外緣直徑D₂、葉片入口直徑D₁、葉輪寬度b以及葉片數Z，其中，

D₁＝(0.80～0.95)D₂；b＝(0.4～0.6)D₂；

其中：v為風機出口截面氣體平均流速，實際計算過程中表示為風機體積風量與油煙機出風口截面積的比值；Ψ_t為風機全壓系數，多翼離心風機全壓系數通常取值為：2.4～2.8；P₁為風機靜壓；ρ為空氣密度，通常取值為1.2Kg/m³，π為圓周率，計算中取值為3.14；n為葉輪轉速(rpm/min)。

5.根據權利要求1所述的油煙機結構尺寸參數的優化設計方法，其特征在于，所述蝸殼結構參數包括：蝸殼張開度A、蝸殼寬度B，蝸殼型線參數R_a、R_b、R_c、R_d，其中，

式中：A表示蝸殼張開度，q_v表示油煙機體積風量，B表示蝸殼寬度，n_s表示風機比轉速；c_m表示風機蝸殼出口速度；K為滑差系數，表示多翼離心風機葉輪葉片間相對渦流對風機渦損性能的影響。

6.根據權利要求1所述的油煙機結構尺寸參數的優化設計方法，其特征在于，所述通過正交試驗優化葉輪結構參數，具體包括：

選取特定的葉輪結構參數作為正交試驗的目標優化參數的因子數；

根據計算獲得的葉輪結構參數與葉輪基礎參數賦予每個因子數等區間分布的水平數，通過選定的因子數與水平數選擇相應的正交試驗表；

對正交試驗表求解，其中，利用正交試驗表的每組正交試驗數據代入油煙機的物理模型，并借助有限元數值模擬的方法求解每組正交試驗的解；

數據處理與分析，其中，根據所選定目標優化參數選定最佳的葉輪結構參數組合方案。

7.根據權利要求6所述的油煙機結構尺寸參數的優化設計方法，其特征在于，所述根據所選定目標優化參數選定最佳的葉輪結構參數組合方案，具體包括：

將提取的目標優化參數無綱量化，并分別計算正交試驗表組合方案目標優化參數的平均值及優于指定目標優化參數實驗組目標優化參數的平均值；

將其平均值的比值作為目標優化參數單指標影響因素的權重值，并以此為依據設計權函數；

根據權函數計算每組正交試驗的綜合值；

根據每組正交試驗的綜合值計算出每個因子數相同水平數下的均值及極差值；

并根據均值與極差值的結果選定最佳的葉輪結構參數組合方案。