一种抽油烟机的优化研究

一种抽油烟机的优化研究

文摘：针对传统吸油烟机存在的清洁困难、噪音大、寿命低、能耗高等问题，将康达效应空气倍增技术、喷气式飞机进气道技术和汽车涡轮增压技术应用于吸油烟机系统。对烟气系统、油烟处理系统和电控系统进行了分析和设计，对系统进行了优化。建立了压力损失与结构设计的关系。从结构设计的角度，对烟道系统环形导风室和烟道三种设计方案进行了评价。提出了油烟机排烟系统的优化算*****能和检测部门，控制部分包括ant89csl单片机、开关电路、报警及定时显示、照明。最后进行了工况试验。结果表明，优化后的系统能耗为传统系统的71.8%，总压效率约为27%，噪声小于65dB。

关键词: 抽油烟机清洗

0、引言

近年来，采用直线离心双电机设计，具有吸力强，易清洗，吸烟短距离等优点的侧吸范围罩突然上升..大部分抽油烟机在烟道内经过风机通风达到排烟目的，一般存在不易清洗，噪音大，寿命低，能耗高的缺点..基于康达效应空气倍增技术，无叶风机是典型应用..采用喷气发动机和汽车涡轮增压技术，通过底部的吸气孔吸入空气，通过一个圆形轨迹的隐藏式叶轮从空气中喷射出来，形成比普通风机不间断、更稳定的冷风流，在大气压和负压的作用下，达到涡轮风机本身排气量的15倍[]。

基于综合运用上述技术，本研究设计一个新的叶儿抽油烟机，解决了传统吸油烟机的油网过滤，清洗风扇模式带来的不便，方便油烟机清洗和保养，以提高生活抽油烟机，噪音降低和节约能源。该系统的设计包括排烟系统，烟气处理系统，电气控制系统。

1、抽烟系统设计

1.1环形导风室吸烟系统

利用空气倍增技术，将高压气体引入环形气体导向室，按伯努利原理以24.6 m / s 的速度将气体从气体导向室的环形1.3 mm 缺口中喷出，高速气体沿气体导向室内表面运动形成负压，驱动后部气体向前运动，达到排烟的目的。

理论排气量可达24.3m2/min，超过国家标准iv7m2/min。

在这项研究中，双连续可变的速度控制，额定电流0.3A，电压220V，004A模型无叶风扇和风扇控制面板的。

1.2烟道设计方案

与传统的抽油烟机相比，采用空气倍增技术的整个吸烟系统发生了很大的变化，现有的经验较少。

方案一布局。 外部油烟经倍增器吸入加速后，油烟口收缩至 b160油烟管的标准尺寸，然后上部向左弯曲，经方形油烟处理模块处理后，油烟通过上弯烟管排出。 该方案具有体积小、烟气流场简单有序、烟道短、压力损失小的优点。 缺点是当烟气开始被吸入时，烟道收缩迅速，局部压力损失大，只有一台风机提供管道内的压力，烟道压力小，排气效率低。

方案二布局。鉴于方案一中存在的烟道内风压不足，在烟道上部弯曲部分后面增加一台反推风机，反推风机提升烟道内压力，导致吸入油烟通过油烟处理模块排放..为使油烟有序流出，避免反推风机产生的高速气流干扰烟道内的流场，使反推风机的气流倒灌到上游烟道内，在反推风机前设置导向板，引导反推气流流向前方，经导流板后，气流与油烟接触，带动油烟前进。方案二体积小，布局合理，便于整个吸烟系统的布局范围内的大小选择范围的反推风扇，使其功率可以灵活选择。缺点是加工难度大，椭圆台和三通管的局部压力损失过大..

将要通过推风扇(2)将风的理论速度：

V2=g/a=(0.03m2/x)/(0.082×m)=1.5m/s(1)直径为0.16m的管内雷诺数为(流体为油烟，60℃时空气的运动粘度y=18.8×10m2/s)：

烟雾的初始吸入速度为:

根据连续性方程，Vo=4/A=(0.45mm2/s)/0.0714m2=6.3m/s(3)：

句V(%)4 = V，4，VG = 6.3×0.0714 / 0.02 =22.49米/秒(4)来计算局部压力损失系数在SA T形管T形接头12被一个空Q133.s V计算，值，V，需要以获得由实验测得的值。

1处与油烟处理模块之间的损耗系数为：

Si (1-a: / a,)’(1-0.02 / 0.09)20.61(5)烟气处理模块与外烟道的界面压力损失系数:

是=05(1-A2/A1)=0.5(1-0.02/0.09)=0.39(6)

方案三的布局。后油烟吸入到便于加工，后部的横截面扩张成矩形的形状，引入了135°的水平弯曲的，由90°转动上导向烟道，空气乘数的访问的第二级，该加压气体被加速通过烟灰处理模块，通过一个90°的向上弯曲部分(飞防止吸附用溶液)。煤烟实施例的处理模块是不是一个单一的方盒子，但排气通道的外侧部分，通过通过烟道的烟气，而不调节，降低了局部压力损失。

方案3工艺简单，烟道直径变化小，压力损失小。缺点是体积大。

按照方案2，vo6.3 m / s，vo4o v，a → v; 6.30.7 l4 / (0.48 q21)4.46 m / s，断面突然增大引起的局部压力损失系数为:

用1=(1-A：/A：)‘=0.35(7)查表可以看出，135°角下尖锐矩形截面弯曲的局部压力损失系数为=0.26。

矩形管的当量直径d的计算，如下所示：

d、 当d为320mm时，90°角的压力损失系数为0.42

对于烟道和空气倍增器2，直径变化的压力损失系数为: (1-0.0552 / 0.7065)’0.04。

1.3方案选择方案

一个容积最小，最有利于减少整机的体积，优化结构布局，但只有一台风机提供气流，风压越小，进气口开始时进口截面的收缩越大，压力损失严重，排烟能力大大降低。通过对方案设计数据的比较，方案二在烟道中的压力损失系数较大(烟道表面为光滑的金属表面，计算中忽略了烟道的压力损失)，三通管上设有斜导板，烟道内的气流更为复杂。

P = 19 / 1.6Pa(9)，在该产生少于三个程序100帕，以进一步减小压力相同的入口压力涡轮机功率，将导致小于80Pa的国家标准0入口压力。

根据管道系统总压损失计算公式：

ZAP=ZAWa‘/2d0+Es(ml/e)(10)

压力损失与管中气体的流量成平方。从方案二和方案三的计算值可以看出，烟道中的气体流量远大于方案三，方案二中的气体压力损失远大于方案三..虽然方案三有一些缺点，但在这三个方案中，这是一个较好的选择。

2、油烟处理系统设计

选自脂肪酸，烷烃，烯烃，芳族裂解物和高剩余蒸汽和油烟弱部的少量，内酯，杂环0系统烟雾直接排放而不风扇烟灰的主成分，小烟灰残留在烟气中，废气中的烟灰更高含量，造成环境污染，对于其被排出之前对其进行处理。治疗主要烟灰过滤，吸附方法，烟用液体吸附法处理系统。吸附是一种液体表面活性剂(吸收液)被吸附在界面处，从而减少在水溶液中的界面张力和形成胶束，以实现润湿，渗透，乳化，四种烟的分散效果。实验数据表明。

浓度为1mol/L的NaOH水溶液对油烟的吸收率长期保持在90%左右。清水对13.21mg/l油雾的净化效率为65.9%，1%Nao溶液对11.9mg/l油雾的净化效率为8l.9%。本设计采用1%氢氧化钠水溶液处理油烟。

综合考虑油烟处理系统的腐蚀、振动、体积、噪声等因素，采用1201微型直流水泵作为油烟处理系统的电源。 螺钉尺寸为12毫米，轮廓尺寸分别为160毫米、100毫米和60毫米。

油烟处理系统结构。水泵固定在除烟器机架上，固定接头处采用橡胶垫，有利于隔振降噪..

泵入口管连接到过滤器，吸附储存在盛水桶。经由访问字的高压泵出口螺柱连接到上部排气通路纯钢管喷雾喷嘴，在排气通路雾化喷雾。有烟道排水出口的下方，该混合物让回构成循环·由于NaOH溶液，以保持在一定的操作时间的烟灰的吸收效率高的油吸入流体蓄储桶，它不必须被频繁地更换。用一次性的模块化设计吸附液体储罐，提高了维修方便。

3、电控系统设计

3.1总体设计

智能厨房是厨房电器的重要发展方向。电子控制系统的设计包括检测电路和控制电路。检测部分包括键盘输入、烟雾检测和气体检测。控制电路由AT89C51单片机、开关电路、报警及定时显示、照明部分组成。当吸油烟机启动时，自动照明电路有效。

通过对检测信号的实时采集，单片机可以用热敏电阻检测高干扰、高污染的气体，用气体检测器检测低湿度、高危险的气体。 烟雾或可燃有害气体达到一定浓度时，报警电路自动启动并发出声音报警，油烟机将有害气体迅速抽走。 定时功能用于设定油烟捕集器的工作时间，手动开关用于手动打开或关闭油烟捕集器。

3.2关键输入电路的设计

该系统使用的键盘式键盘开关，也称为线性键盘，键是独立的，一个键被按下时，对应于高电平向低电平的端口线路键的电位，并且CPU访问搜索按钮连接口线可以识别哪个键被按下。 S2，S4的定时二级密钥，10分钟长度由加法和减法的定时来确定。

关键接口电路原理图。当不按键时，PL0~15端口输入为高电平。通过NAND门74l530和变频器，向at89c5l单片机的inl引脚输出高电平。如果没有，请打断。按键，低电平通过键输入plo-pl5的一个端口，通过NAND门输入lnt1引脚，向at9c51申请中断，应答，转到中断服务程序，找出密钥号，并做相应处理。

3.3在气体检测电路 mo2中选用了检测电路设计的气体传感器，气体传感器使用时需要加热，为了避免通电误报警，在延迟电路0环内部设置了单片机。 正常情况下 mq2电阻值很大，使单片机中断输入信号一直保持在较高电平，无触发信号。 当气体含量超过警告值时，mq2电阻非常小，mcu int0端口得到一个下降沿，进入中断服务程序，排气罩启动和报警。 R，调整电阻以适应灵敏度。

烟雾检测电路采用负温敏电阻NICM FS，设45°C为油烟机最低启动温度，在此温度下计算为R=4.35kQ。当空气中含有大量的油烟蒸汽时，温度相应地升高。

当温度超过该热敏电阻45℃时间NTCMFS电阻增加。

RhtinLM324由低电平变为高电平。74ls04a反转后，由单片机的P0.2口获得纸张水平，再由单片机检测，进入相应的子功能。电动机起动后，每120s进行一次强度试验，避免继电器频繁通断。

3.4开关控制电路原理图设计。 单片机通过 p0.0外部逆变器控制继电器发光二极管的关闭，控制电机的启动和关闭。 当 p0.0输出低电平时，继电器内部发光二极管变亮，触发右侧的光控晶体管，形成闭路电机启动，油烟陷阱启动。 当 p0.0输出电平较高时，发光二极管不发光，继电器 ssr-10da 不能触发开关，不能形成闭合电路启动电机，油烟提取器关闭。 继电器使用 ssr 10 da。 开零电压，关零电流: 输入回路和输出回路之间的光隔离: 输入输出之间的隔离电压为2500v。

当吸油器启动时，光控制电路的外部电压(MC453)用作控制功能。当光变弱时，电阻变大，流入MCR1008单向晶闸管的电流增加到预定值，高亮度、低功耗的S05OLED灯带接通。

3.5显示和报警显示电路的电路设计原理。输出显示用代码微控制器P2，从输出位代码，通过存储器驱动镇74HC573数字作品，P05，F06，P073输出端口状态被确定锁存选通信的显示控制信号选择P0端口。当报警电路YMD12065.5V蜂鸡活性蜂鸣器，当所捕获的气体感测电检测气体泄漏的选择时，中断服务程序将给出一个低l0.1端口，触发声音警报蜂鸡。

4、数据分析

根据中国质量认证中心《国产吸油烟机节能环保技术规范》，优化后的吸油烟机为220V，50z，常温常压，各电气元件均处于工作状态，根据总压效率公式(吸油烟机总压效率≥20%)：

根据传统抽油烟机的最大运行功率，计算出抽油烟机的最大运行功率 x0a 为100% ~ 27% (11) p，能耗降低约72% 。 抽油烟机最佳数据参数。

5、结束语

在这项研究中的吸烟口形成伯努利原理和升频空气负压，烟雾的吸入不直接通过风扇排出，从而使发动机罩超越传统的“油网状过滤器，清洁风机，”维护模式，极大地方便了清洗和维护罩，大大延长捕获罩的寿命，自动光传感器，感测所述烟灰检测，可以进行自动控制。 71.8%常规抽油烟机的降低的能量消耗设计中，全压效率为约27%，噪声≤65分贝，远低于通常的摘机焖机。烟气处理系统的设计，使得大大改进的烟灰的分离。先进的控制模式，实用的新理念，遵循家电的发展方向。