《軸流通風(fēng)機(jī)的工程設(shè)計方法》

1、軸流通風(fēng)機(jī)的工程設(shè)計方法信息來源：中國風(fēng)機(jī)網(wǎng)-風(fēng)機(jī)常識發(fā)布時間：2006-8-2風(fēng)機(jī)是量大面廣的通用機(jī)械產(chǎn)品；風(fēng)機(jī)是利用一個或多個裝有葉片的葉輪的旋轉(zhuǎn)與氣體或空氣的相互作用來壓縮和輸送氣體或空氣的流體機(jī)械；風(fēng)機(jī)是透平壓縮機(jī)、透平鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)的總稱。通風(fēng)機(jī)：在進(jìn)口壓力和溫度分別為101.3kPa和20、相對濕度為50%的標(biāo)準(zhǔn)空氣條件下，全壓小于等于30kPa的風(fēng)機(jī)稱為通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)主要有離心式和軸流式兩大類。在軸向剖面上，在葉輪中氣流沿著半徑方向流動的通風(fēng)機(jī)為離心通風(fēng)機(jī)；離心通風(fēng)機(jī)為軸向進(jìn)氣徑向排氣。在軸向剖面上，氣流在旋轉(zhuǎn)葉片的流道中沿著軸線方向流動的通風(fēng)機(jī)為軸流通風(fēng)機(jī)；軸流通風(fēng)機(jī)為軸向進(jìn)氣

2、和排氣。相比較而言，離心通風(fēng)機(jī)壓力大、流量??；軸流通風(fēng)機(jī)壓力小、流量大。軸流通風(fēng)機(jī)的分類如下：1)按壓力分類GB/T 19075-2003/ISO 1334.9：1999工業(yè)通風(fēng)機(jī)詞匯及種類定義中指出：低壓通風(fēng)機(jī)的壓比低于1.02，參考馬赫數(shù)小于0.15。當(dāng)處理標(biāo)準(zhǔn)空氣時，其壓升小于2kPa。中壓通風(fēng)機(jī)的壓比大于高壓通風(fēng)機(jī)的壓比和壓升大于上述值。標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步指出：通風(fēng)機(jī)葉輪依據(jù)其圓周速度將產(chǎn)生或高或降的壓力，并定義了各種“通風(fēng)機(jī)類型”的壓力范圍，即各類通風(fēng)機(jī)在最高效率和最高轉(zhuǎn)速時，通風(fēng)機(jī)的壓力不低于下表1-1中給定的值。在任何情況下，被定義的通風(fēng)機(jī)壓力應(yīng)不超出通風(fēng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速時所產(chǎn)生的最大壓力的

3、95通風(fēng)機(jī)名稱代碼單位質(zhì)量功ykJ/kg最大壓力pmax(用于標(biāo)準(zhǔn)空氣)kPa分類說明低壓L0y0.60.6y0.830.83y1.330pmax0.70.7pmax1.01.0pmax1.601忽略通風(fēng)機(jī)內(nèi)空氣密度的變化 1.33y1.671.6pmax2.023中壓M1.67y33y5.255.25y8.330.7pmax1.03.6pmax6.36.3pmax10456空氣密度的變化是否忽略，取決于所要求的精度 高壓H8.33y13.3313.33y18.6718.67y2510pmax1616pmax22.422.4pmax30789不可忽略通風(fēng)機(jī)內(nèi)空氣密度的變化 透平壓縮機(jī)25302

4、)按輪轂比分類按照輪轂直徑與葉輪外徑之比即輪轂比，軸流通風(fēng)機(jī)有低壓、中壓和高壓型式之分，這表示在給定的流量下，軸流通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的壓力是低的、中等的或高。若輪轂比低于0.4則認(rèn)為是低壓(或低輪轂比)型軸流通風(fēng)機(jī)，輪轂比大于0.71時，則認(rèn)為是高壓（或大輪轂比）型軸流通風(fēng)機(jī)，輪轂比介于0.40.71之間的則被認(rèn)為是中壓（或中輪轂比）型軸流通風(fēng)機(jī)。3)按用途分類軸流通風(fēng)機(jī)應(yīng)用廣泛，按用途分主要有：礦井軸流通風(fēng)機(jī)：用于礦井主卷道通風(fēng)的為礦井主軸流通風(fēng)機(jī)（主扇）；用于礦井采掘工作面等局部區(qū)域通風(fēng)的為礦井局部軸流通風(fēng)機(jī)（局扇）電站軸流通風(fēng)機(jī)：用于火力發(fā)電廠為鍋爐配套的軸流通風(fēng)機(jī)，有送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等。紡織軸

5、流通風(fēng)機(jī)：用于紡織車間通風(fēng)換氣隧道軸流通風(fēng)機(jī)：用于隧道通風(fēng)換氣。消防排煙軸流通風(fēng)機(jī)：高層建筑消防排煙之用。冷卻塔軸流通風(fēng)機(jī)：與機(jī)力通風(fēng)冷卻塔相配套使用?？绽淦鬏S流通風(fēng)機(jī)：與石油化工行業(yè)大量使用的空氣冷卻器相配套；是空氣冷卻器重要組成部分。一般用途軸流通風(fēng)機(jī)：用于工廠和建筑物通風(fēng)換氣或采暖通風(fēng)。特殊需用的軸流通風(fēng)機(jī)：如艦艇、氣墊船、內(nèi)燃機(jī)車等使用的軸流通風(fēng)機(jī)。還有其它用途的軸流通風(fēng)機(jī)，這里不再一一敘述。4)按材質(zhì)分類可分為金屬和玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼）軸流通風(fēng)機(jī)。玻璃鋼為現(xiàn)代復(fù)合材料的“元老”，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐疲勞、抗腐蝕、易成型等特點。在排送腐蝕性工業(yè)氣體和潮濕空氣上，玻璃鋼風(fēng)機(jī)得到了廣

6、泛地應(yīng)用。5)按調(diào)節(jié)方式分類現(xiàn)代軸流通風(fēng)機(jī)性能的最佳調(diào)節(jié)方式主要是通過調(diào)節(jié)葉輪葉片安裝角度和調(diào)節(jié)葉輪轉(zhuǎn)速實現(xiàn)，因此有調(diào)角風(fēng)機(jī)和調(diào)速風(fēng)機(jī)之分。在轉(zhuǎn)速給定時，葉片安裝角可以停機(jī)人工逐一調(diào)節(jié)或通過某種裝置工人同步調(diào)節(jié)，亦可以在不停機(jī)時通過某種裝置同步自動調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)葉輪轉(zhuǎn)速是在葉片最佳安裝角的情況下，通過某種裝置或分級調(diào)速或無級調(diào)速。調(diào)角或調(diào)速風(fēng)機(jī)適于變工況條件下選用。6)按工作空間（或功能定義）分類空氣循環(huán)器或自由風(fēng)扇：此種風(fēng)機(jī)在自由空間工作，如民用的落地扇、臺扇和吊扇等。隔板安裝的軸流通風(fēng)機(jī)：此種風(fēng)機(jī)安裝于隔板或墻壁上，將空氣從一較大空間或自由空間輸送到另一較大空間或自由空間射流式軸流通風(fēng)機(jī)：用于

7、在一個空間內(nèi)產(chǎn)生空氣射流，且不與任何管道相連接的軸流通風(fēng)機(jī).管道軸流通風(fēng)機(jī)：此種風(fēng)機(jī)與管道（網(wǎng)）系統(tǒng)相連接并在管道內(nèi)工作；氣流沿風(fēng)機(jī)的軸線方向流入和排出，使其在管網(wǎng)內(nèi)獲得輸送。管道軸流通風(fēng)機(jī)由于有不同的結(jié)構(gòu)型式而有不同提法，了解并弄清楚其不同含意，對于管道軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計很重要。 軸流通風(fēng)機(jī)本體由葉輪和導(dǎo)葉組成；其中導(dǎo)葉可以是前導(dǎo)葉，亦可以是后導(dǎo)葉，還可以是前、后導(dǎo)葉。軸流通風(fēng)機(jī)本體亦稱作軸流通風(fēng)機(jī)的級，還可稱作軸流通風(fēng)機(jī)的空氣動力略圖，簡稱氣動略圖。軸流通風(fēng)機(jī)的氣動略圖有多種型式。對于普通軸流通風(fēng)機(jī)（與子午加速軸流通風(fēng)機(jī)相比較而言），主要有：單級： 單葉輪（ R ）葉輪 + 后導(dǎo)葉（ R+S

8、）前導(dǎo)葉 + 葉輪（ P+R ）前導(dǎo)葉 + 葉輪 + 后導(dǎo)葉（ P+R+S ）雙級： 葉輪 + 中導(dǎo)葉 + 葉輪 + 后導(dǎo)葉（ R+C+R+S ）前導(dǎo)葉 + 葉輪 + 中導(dǎo)葉 + 葉輪 + 后導(dǎo)葉（ P+R+C+R+S ）級葉輪 + 級葉輪，對旋（ R +R ）上述略圖如圖 1.1 （ a ） (g) 所示。圖 1.1 普通軸流通風(fēng)機(jī)常見的氣動略圖軸流通風(fēng)機(jī)裝置是風(fēng)機(jī)本體、電動機(jī)和輔助設(shè)備的總稱。輔助設(shè)備包括進(jìn)氣箱、集流器、頭罩、擴(kuò)壓器、擴(kuò)散塔、消聲器等，并按需要配置。 典型的軸流通風(fēng)機(jī)裝置如圖 1.2 所示。圖 1.2軸流通風(fēng)機(jī)裝置示意圖各組成部件的功能簡述如下： 葉輪吸收電動機(jī)提供的能量并

9、對氣流做功，是軸流通風(fēng)機(jī)的“心臟”。對于管道軸流通風(fēng)機(jī)，由于葉輪前后的管道截面不變，氣流的軸向速度不發(fā)生變化，葉輪的作用是使氣流的壓力提高。葉輪由輪轂和一定數(shù)量的葉片組成。每個葉片如同旋轉(zhuǎn)的機(jī)翼。為了更好地發(fā)揮葉片的作用，輸送空氣時應(yīng)具有最小的摩擦損失、氣流分離損失和二次流損失等，從而提高葉輪的工作效率。 導(dǎo)葉氣流通過葉輪時，由于葉片旋轉(zhuǎn)的誘導(dǎo)作用，使氣流產(chǎn)生與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相同的旋流（誘導(dǎo)）速度。設(shè)置前導(dǎo)葉，就是讓氣流通過它可預(yù)先產(chǎn)生一個與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反的旋流速度（或稱予旋速度），此旋流速度與葉片誘導(dǎo)的旋流速度相抵消，從而使氣流形成單一的軸向流動。由于予旋速度的產(chǎn)生，所以通過前導(dǎo)葉片的氣流為

10、加速減壓過程。此外，通過改變前導(dǎo)葉的安裝角度，尚可在變工況時起到調(diào)節(jié)流量的作用。后導(dǎo)葉一是可以消除流經(jīng)葉輪后產(chǎn)生的氣流的旋轉(zhuǎn)，保證氣流的單一軸向運(yùn)動；二是把氣流的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽岣唢L(fēng)機(jī)效率。由于旋流速度的消失，所以通過后導(dǎo)葉的氣流為一減速加壓過程。 集流器與頭罩集流器與頭罩相結(jié)合，對于改善和保證均勻的入流條件、提高風(fēng)機(jī)效率十分重要。擴(kuò)壓器 通常是包含中間整流體的環(huán)形擴(kuò)壓器，是用來回收出口動壓并轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓、進(jìn)一步提高軸流通風(fēng)機(jī)裝置靜壓效率的重要措施。 管道軸流通風(fēng)機(jī)的進(jìn)口與出口 對管道軸流通風(fēng)機(jī)上游進(jìn)口和下游出口邊界做出嚴(yán)格規(guī)定有利于風(fēng)機(jī)或風(fēng)機(jī)裝置的設(shè)計及其性能的標(biāo)定。管道軸流通風(fēng)機(jī)的進(jìn)

11、口指的是風(fēng)機(jī)進(jìn)口法蘭處；若進(jìn)口帶有輔助設(shè)備、如集流器或進(jìn)氣箱等，則輔助裝置的進(jìn)口法蘭處就是風(fēng)機(jī)（裝置）的進(jìn)口。管道軸流通風(fēng)機(jī)的出口指的是風(fēng)機(jī)出口法蘭處；若出口帶有輔助設(shè)備、如擴(kuò)壓器或擴(kuò)散塔等，則輔助設(shè)備的出口法蘭處即為風(fēng)機(jī)裝置的出口。國內(nèi)外軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展水平與現(xiàn)狀概述 軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展水平與現(xiàn)狀概述1 1) 德國德國主要有三大公司設(shè)計制造軸流通風(fēng)機(jī)。透平通風(fēng)技術(shù)有限公司（TLT）該公司早在 20 世紀(jì) 40 年代就研制出動葉可調(diào)的大功率單級和雙級礦井軸流通風(fēng)機(jī)。1970年以后，又研制出電站鍋爐軸流通風(fēng)機(jī)。 該公司制造的標(biāo)準(zhǔn)系列軸流通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)范圍：直徑選用 R40 系列， D =100

12、0-6300 共 32 個規(guī)格，流量 Q =50 1800m 3 /s ，全壓 p T =300 8000Pa 。每個葉輪直徑相應(yīng)有 7 個規(guī)格的基本輪轂直徑。輪轂為鉚焊結(jié)構(gòu)件，葉片材料為鑄鋁、鑄鐵、鍛鋁、鍛鋼和不銹鋼等。設(shè)計方法為：根據(jù)性能參數(shù)及使用條件進(jìn)行“量體裁衣”的組合化設(shè)計。超過上述范圍的特大型軸流通風(fēng)機(jī)則采用非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。 該公司生產(chǎn)的軸流通風(fēng)機(jī)有動葉可調(diào)、動葉停機(jī)可調(diào)和動葉固定三種型式，主要用于電站鍋爐、礦井通風(fēng)、隧道通風(fēng)以及冶金、石化等部門。 考夫曼公司該公司于 20 世紀(jì) 90 年代引進(jìn)了軸流通風(fēng)機(jī)設(shè)計制造技術(shù)。目前，不僅可制造化工、煉油、造船工業(yè)的專用通風(fēng)機(jī)，還可為煤礦、金

13、屬礦、隧道等提供大型軸流通風(fēng)機(jī)，并且礦井軸流通風(fēng)機(jī)已成為該公司的主導(dǎo)產(chǎn)品。軸流通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)范圍見表 1-2 。 表 1-2 考夫曼風(fēng)機(jī)性能參數(shù) 型 式進(jìn)口流量范圍m3/min排氣壓力范圍Pa規(guī)格數(shù)個ES單級軸流通風(fēng)機(jī) 1200 35006ESN單級軸流通風(fēng)機(jī) 1200 400014EST軸流通風(fēng)機(jī) 1000 30006DV軸流通風(fēng)機(jī) 900 350011AL軸流通風(fēng)機(jī) 7200 300014GAL對旋高壓軸流通風(fēng)機(jī) 3900 600020DGAL對旋高壓軸流通風(fēng)機(jī) 2100 80006ALN低壓軸流通風(fēng)機(jī) 180 6004KGL單級軸流通風(fēng)機(jī) 1200 400040KGL雙級軸流通風(fēng)機(jī) 90

14、00 700016該公司主要生產(chǎn)靜葉可調(diào)的子午加速軸流通風(fēng)機(jī)，亦生產(chǎn)普通軸流通風(fēng)機(jī)，其性能參數(shù)如表 1-3 。型 式流量范圍m3/min壓力范圍Pa轉(zhuǎn)速范圍r/minAP 單級或雙級軸流通風(fēng)機(jī)120600001960117605001500AN 子午加速軸流通風(fēng)機(jī)2400550001960784050015002) 丹麥 該國的諾狄斯克通風(fēng)機(jī)有限公司主要設(shè)計制造 VARIAX 型軸流通風(fēng)機(jī)。該型風(fēng)機(jī)有 7 個系列，其中 ASN （單級）、 AST （雙級）系列為液壓式動葉可調(diào)，主要用于電站鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)，其性能范圍是：流量 Q =10 1180m 3 /s ，全壓 p T =260 22000

15、Pa ，全壓效率 T 0.8 。該風(fēng)機(jī)采用的是“量體裁衣”的組合設(shè)計方法。 3) 英國 英國主要有二個公司設(shè)計制造軸流通風(fēng)機(jī)。 豪登西洛哥公司 1988 年，豪登公司和戴維森公司合并成立豪登西洛哥公司。合并前，豪登公司主要生產(chǎn)壓縮機(jī)，戴維森公司主要生產(chǎn)各種通風(fēng)機(jī)，其中包括礦井軸流通風(fēng)機(jī)。合并后則以生產(chǎn)通風(fēng)機(jī)為主。其動葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)的性能：流量 Q =49 112 10 4 m 3 /h ，全壓 p T=33004100Pa 。 沃茲公司 2 沃茲公司（Wodse）以生產(chǎn)中、小型軸流通風(fēng)為主，其風(fēng)機(jī)型式多種多樣，詳見表 1-4。表 1-4 沃茲風(fēng)機(jī)性能參數(shù) 風(fēng)機(jī)名稱直徑范圍（mm）流量范圍m3

16、/s全壓或靜壓范圍Pa特 點備 注機(jī)翼型軸流通風(fēng)機(jī) 3051905（12-75in）0.3 75.5靜壓：20 1100鋁葉片，停機(jī)人工手調(diào)安裝角。R、P + R、R+S三種型式。實度（葉片數(shù)）可變。威爾豪斯（Warehouse）軸流通風(fēng)機(jī)2051219（1248in）26.4靜壓（單級） 650鋁葉片，停機(jī)人工手調(diào)安裝角。單葉輪（R 級），葉片數(shù)可變，有長短機(jī)殼，可多級串聯(lián)使用。機(jī)翼型輕便式軸流通風(fēng)機(jī)381762(1530in )12-8.8結(jié)構(gòu)輕巧，散熱距離長，冷卻效果好。吹風(fēng)距離： 1050m，此時風(fēng)速為1.25mm/s。33系列分叉軸流通風(fēng)機(jī)152 381（615in）1.68靜壓:4

17、90機(jī)翼型葉片、鋁制葉輪、結(jié)構(gòu)緊湊。蒸氣柜軸流通風(fēng)機(jī)152305（6-12in）0.25靜壓:125機(jī)殼由PVC制作，葉輪由酚醛玻璃鋼模壓成型。J和J2 型小機(jī)翼型軸流通風(fēng)機(jī)152305（612in）1.5靜壓:650葉片由NoryL材料模制，輪轂由酚醛樹脂模壓，有單級和雙級，機(jī)殼有長短之分，金屬制作。IE 型小機(jī)翼型軸流通風(fēng)機(jī)122152(4.86in)0.1靜壓：75葉輪由酚醛樹脂模制，機(jī)殼由鑄鋁制造。MS 型船用軸流通風(fēng)機(jī)3051524(12-60in)單級葉輪并由鑄鋁制作，葉片安裝角人工手調(diào)。性能與機(jī)翼型軸風(fēng)通風(fēng)機(jī)基本相同。 4)前蘇聯(lián) 前蘇聯(lián)重視軸流通風(fēng)機(jī)的研發(fā)，并于 1978 年公

18、開發(fā)表了中央流體動力研究所的各種軸流通風(fēng)機(jī)的氣動略圖及其氣動性能曲線 3 。略圖的特點是：按統(tǒng)一的方法進(jìn)行氣動設(shè)計計算，設(shè)計參數(shù)的最佳選取和利用翼型平面葉柵理論的特性曲線是設(shè)計計算的基礎(chǔ)；在高效條件下，壓力和流量的變化范圍寬廣，葉片的幾何形狀多樣化；根據(jù)給定的壓力、流量，參照相關(guān)略圖即可確定風(fēng)機(jī)直徑、轉(zhuǎn)速、外形尺寸、所需功率等，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計所需的數(shù)據(jù)。 前蘇聯(lián)幾種礦井軸流通風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)見表 1-5 。 表 1-5 前蘇聯(lián)礦井風(fēng)機(jī)性能參數(shù)型號 性能參數(shù) -32 ( -315M ) 32 (B -315M ) 47 30 40 18 葉輪直徑 (mm) 3200 3200 4700 3000

19、 4000 1800 流量 (m 3 /s) 45 165 35 305 90 700 50 220 90 400 20 100 壓力（ Pa ） 1900 5150 500 5100 3000 8800 800 2900 800 2900 1000 4500 裝置最高效率 0.84 0.85 0.86 *0.80 *0.80 *0.81 注 :* 為靜壓效率 5) 美國 美國生產(chǎn)軸流通風(fēng)機(jī)的公司較多，其產(chǎn)品性能詳見表 1-6 所示。 表 1-6 美國各公司風(fēng)機(jī)性能參數(shù) 公司名稱 葉輪直徑 (mm) 輪轂直徑 （ mm ） 葉片數(shù) 流量 （ m 3 /min ） 壓力 (Pa) 功率 (kW)

20、 轉(zhuǎn)速 （ r/min ） 調(diào)節(jié)方式 用途 BonanZa Fans 380 2130 355 760 10 16 28 18400 0 9000 1140 3600 900 動葉單獨可調(diào) 礦井 隧道 Buffalo Forge 1400 3150 1016 1525 15 2830 25500 500 5000 2280 1760 動葉單獨可調(diào) 礦井 Fairchild 1220 2060 600 1525 6-12 2120 5670 380 2540 150 3600 1800 動葉單獨可調(diào) 礦井 HartZeLL 890 2060 355 710 9 915 5100 760 1520

21、 150 1750 870 動葉單獨可調(diào) 礦井 Jeffrey 1520 4270 762 1980 8 0 42500 4300 3800 1800 710 動葉單獨可調(diào) 礦井 Joy 1220 3660 736 2000 16 14 39660 10200 7600 1800 300 動葉同時可調(diào) 礦井 Strobic Air 762 1830 406 660 7 12 283 6230 0 2540 114 1800 700 動葉電動同時可調(diào) 礦井隧道 TLT-Babcock 1520 3940 635 1780 8 24 4250 36800 760 7600 3040 1100 71

22、0 動葉液壓同時可調(diào) 礦井電站鍋爐 Hudson 4 2438 9140 三種尺寸輪轂與三段葉輪直徑范圍的風(fēng)機(jī)相配置。 4 12 810 4 400 400 設(shè)計確定 動葉單獨或同時可調(diào) 空冷器 冷卻塔 隧道 6) 荷蘭 567 該國的斯托克（ Stork ）通風(fēng)設(shè)備部于 1955 年研制了低風(fēng)壓大流量的螺旋槳式軸流通風(fēng)機(jī)“ T ”型軸流通風(fēng)機(jī)，直徑為 4 42ft (1.22 12 .8m ) ，葉片數(shù)在 3 8 之間變化。該風(fēng)機(jī)不僅用于冷卻塔和空氣熱交換裝置（空冷器）上，并可用于隧道通風(fēng)?！?T ”型風(fēng)機(jī)最早為鋁葉片， 1960 年研制出聚酯玻璃鋼葉片，從此之后限制了鋁葉片的使用。如今，同

23、尺寸的葉片可安裝在結(jié)構(gòu)相同的三種不同規(guī)格的輪轂上，構(gòu)成三種不同輪轂比的風(fēng)機(jī)?！?T ”型風(fēng)機(jī)已發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)型、低噪聲型和超低噪聲型。后兩種風(fēng)機(jī)是通過增加葉片數(shù)即增加風(fēng)機(jī)實度并在較小的葉尖線速度下工作獲得較低的噪聲水平?！?T ”型風(fēng)機(jī)有人工手調(diào)和自動調(diào)節(jié)安裝角之分，自動調(diào)角裝置只能用于直徑小于等于 16ft ( 4.87m ) 的風(fēng)機(jī)上，更大尺寸的自動調(diào)角風(fēng)機(jī)尚在研制之中。“ T ”型風(fēng)機(jī)的最高靜壓效率可達(dá) 65% 。 為了降低噪聲和簡化玻璃鋼葉片成型工藝，荷蘭豪登（ Howden ）公司在其前身斯托克通風(fēng)設(shè)備部 “T” 型風(fēng)機(jī)葉片的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)出等寬度機(jī)翼扭曲型的 ENF （標(biāo)準(zhǔn)）型、 E

24、LF （低噪聲）型、 ELFA （超低噪聲）型葉片。三種葉片寬度逐次增大，并通過降低轉(zhuǎn)速、增加實度（選用葉片數(shù)少的尖葉片）、調(diào)整安裝角的方法，在滿足風(fēng)量、風(fēng)壓要求的同時，達(dá)到降低噪聲的目的。 為滿足降低噪聲的特殊需要，豪登公司近年來又研發(fā)出大實度的前掠式 SX 型葉片。由于此玻璃鋼葉片制作工藝復(fù)雜、價格昂貴，需做成本 / 效益分析并慎重選用。 7)日本 該國生產(chǎn)軸流通風(fēng)機(jī)的主要有三井三池公司、石川島播磨公司、三菱重工公司、世侖公司和三井造船公司等。 三井三池公司以生產(chǎn)礦井主扇和局扇為主。對于主扇，該公司認(rèn)為，礦井通風(fēng)的調(diào)節(jié)頻度小，采用精密的動葉自動調(diào)角機(jī)構(gòu)會因粉塵附著或腐蝕性氣體的影響而失靈，

25、主張采用停機(jī)人工手調(diào)的簡單結(jié)構(gòu)。對于局扇，該公司主要在提高壓力和降低噪聲上下功夫，研制出可更換吸聲材料的雙層機(jī)殼的對旋式和混流式局扇。 石川島播磨公司主要生產(chǎn)電站鍋爐鼓、引軸流通風(fēng)機(jī)，并于 1970 年前后引進(jìn)了丹麥諾狄斯克公司 ASN 和 AST 風(fēng)機(jī)的制造技術(shù)。 三菱重工公司亦是以生產(chǎn)電站鍋爐鼓、引軸流通風(fēng)機(jī)為主 ， 并主要靠引進(jìn)歐洲這種風(fēng)機(jī)的制造技術(shù)。 世侖公司和三井造船公司主要生產(chǎn)低風(fēng)壓大流量軸流通風(fēng)機(jī)，用于冷卻塔和空冷器裝置上。以兩種大型冷卻塔風(fēng)機(jī)為例，其性能情況見表 1-7 。 表 1-7 日本大型冷卻塔性能參數(shù)直徑(mm)葉片數(shù)(個)轉(zhuǎn)速(r/min)流量(m3/h)靜壓(Pa)

26、靜壓效率(%)軸功率(kW)電機(jī)功率(kW)葉片材質(zhì)葉尖線速度 (m/s)80008130158.410 498.193.5110鑄鋁54.48530813426010 4106.951.5158175鑄鋁59.88）意大利67該國的克菲姆科（ Cofimco ）公司成立于上個世紀(jì) 80 年代，是專門研發(fā)生產(chǎn)冷卻用軸流通風(fēng)機(jī)的企業(yè)。該公司冷卻用軸流通風(fēng)機(jī)的突出特點是：（1）葉片或為非扭曲的機(jī)翼型等寬度型式或為機(jī)翼型與彎板組合構(gòu)成的非扭曲不等寬度的型式，后者即可增加葉片寬度又可簡化制作，從而用于降低噪聲。（2）根據(jù)機(jī)號的不同，葉片根部與輪轂的連結(jié)有多種不同的結(jié)構(gòu)型式，從而有不同的系列。（3）對于

27、大型風(fēng)機(jī)，為減少葉片及其根部受力和防止共振，開發(fā)了柔性連接系統(tǒng)。 我國生產(chǎn)大中型專用軸流通風(fēng)機(jī)的企業(yè)主要有：沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠、上海鼓風(fēng)機(jī)廠、武漢鼓風(fēng)機(jī)廠、成都電力機(jī)械廠、沈陽風(fēng)機(jī)廠、保定航空螺旋槳制造廠、吉林鼓風(fēng)機(jī)廠、佳木斯鼓風(fēng)機(jī)廠、運(yùn)城市安運(yùn)風(fēng)機(jī)廠以及山東淄博風(fēng)機(jī)廠、常熟鼓風(fēng)機(jī)廠和燕京礦山風(fēng)機(jī)廠等。生產(chǎn)一般用途及其它小型軸流通風(fēng)機(jī)的企業(yè)遍布在全國各省市。 1) 礦井軸流通風(fēng)機(jī)我國礦井主扇是20世紀(jì)50年代從仿制前蘇聯(lián)BY型開始生產(chǎn)的。從1955年第1臺2BY24型仿制成功到 1983年70B2型被國家下令淘汰，仿制的風(fēng)機(jī)在我國煤礦、金屬礦使用了近30年。為滿足我國煤礦的實際需要，沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠首先

28、于1975年研制出62A型；繼而又于1980年設(shè)計制造 2K60 型。隨后，沈陽風(fēng)機(jī)廠設(shè)計制造出1K58和2K58型。20世紀(jì)90年代初，沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠又自行研制了2K56型，安運(yùn)風(fēng)機(jī)廠、燕京礦山風(fēng)機(jī)廠研制了BDK型防爆對旋礦井軸流通風(fēng)機(jī)。2002年，作者與沈陽風(fēng)機(jī)廠合作，在 K58 型的基礎(chǔ)上，又研制出KD（B）型礦井對旋防爆軸流通風(fēng)機(jī)。 2003 年年作者與佳木斯鼓風(fēng)機(jī)廠合作，成功地開發(fā)了FBDCZ系列礦用對旋軸流通風(fēng)機(jī)。 在引進(jìn)國外技術(shù)方面， 20 世紀(jì) 80 年代，上海鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)了德國 TLT 公司的 GAF 礦井軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)， 90 年代，吉林鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)了前蘇聯(lián)的 KZS 風(fēng)機(jī)技

29、術(shù)。在礦井局扇上，我國長期以來使用仿制前蘇聯(lián)的 JBT 系列普通軸流式局扇。該風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，性能可滿足礦井局部通風(fēng)要求；但效率低、噪聲高達(dá) 109dB(A) 。 1980 年以來，我國風(fēng)機(jī)、煤炭和冶金等行業(yè)的不少小企業(yè)開始研制不同型式的局扇，有普通軸流式、子午加速型和對旋式等，但子午加速型居多，其中 BKJ66 型和 GKJ 系列為典型代表。GKJ 系列子午加速局扇，流量 2 4m3/s，風(fēng)壓 7803100Pa，全壓效率82%86%（出口圓面積），噪聲 84 99dB(A) 。該局扇因性能好，產(chǎn)品制造精良，曾一度打入歐洲市場。1995年以來，對旋局扇開始在煤礦大量使用，產(chǎn)品品種繁多，但性能和

30、制造質(zhì)量良莠不齊。2) 電站鍋爐軸流通風(fēng)機(jī)我國火力發(fā)電站單機(jī)容量不斷增大。 20 世紀(jì) 70 年代以前， 20 萬千瓦為主力機(jī)組，鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)為離心通風(fēng)機(jī)。 80 年代以后， 30 萬千瓦為主力機(jī)組并逐步向 60 萬千瓦機(jī)組過渡。隨著單機(jī)容量的增大，鍋爐送、引風(fēng)機(jī)的容量相應(yīng)增加，離心通風(fēng)機(jī)的尺寸大、重量大的缺點給制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)行等帶來諸多困難，采用軸流通風(fēng)機(jī)勢在必行。現(xiàn)今，我國電站鍋爐送、引軸流通風(fēng)機(jī)均以引進(jìn)國外技術(shù)進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)。它們分別是：上海鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)德國 TLT 公司的 FAF 系列和 SAF 系列技術(shù)，沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)丹麥 NoVenco 公司的 ASN/AST 系列技術(shù)；

31、成都電力機(jī)械廠引進(jìn)德國公司的靜葉可調(diào)子午加速軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)；武漢鼓風(fēng)機(jī)廠引進(jìn)日本三菱重工公司的電站軸流通風(fēng)機(jī)技術(shù)。上述按引進(jìn)技術(shù)設(shè)計生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)，完全可滿足我國 30 萬千瓦以上機(jī)組大容量鍋爐的要求。3)紡織軸流通風(fēng)機(jī) 16 紡織空調(diào)用軸流通風(fēng)機(jī)直徑范圍：800 2000mm， 全壓范圍：300 800Pa，流量范圍：20000 250000m3/h。 20世紀(jì)80年代初以前，大都使用沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠和沈陽風(fēng)機(jī)廠等生產(chǎn)的50A 11型軸流通風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)的葉片為機(jī)翼型鉚焊結(jié)構(gòu)件，風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，性能基本滿足紡織空調(diào)的需要。后來，有些生產(chǎn)廠試圖改用玻璃鋼葉片，但未能推廣開來。80年代中期，我國紡

32、織行業(yè)在引進(jìn)國外紡織設(shè)備中引進(jìn)了瑞士羅瓦軸流通風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)為機(jī)翼型鑄鋁葉片，結(jié)構(gòu)合理，性能較佳。武漢鼓風(fēng)機(jī)廠在測繪仿制羅瓦風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上研制出FZ35和FZ40系列，成為我國目前紡織空調(diào)使用最多的機(jī)種。在此基礎(chǔ)上，常熟市鼓風(fēng)機(jī)廠研制出PWF40/50型噴霧軸流通風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)上增設(shè)了機(jī)械霧化器和供泄水結(jié)構(gòu)，使風(fēng)機(jī)不僅具有送風(fēng)功能并具有給濕能力。 4) 冷卻塔軸流通風(fēng)機(jī) 17 與冷卻塔配套的風(fēng)機(jī)為低風(fēng)壓大流量軸流通風(fēng)機(jī)。從一定意義上說，風(fēng)機(jī)的性能水平?jīng)Q定著塔的性能水平。我國是使用冷卻塔較多的國家，作者曾于20世紀(jì)80年代初做調(diào)查，僅使用4.7m直徑風(fēng)機(jī)的工業(yè)用冷卻塔全國就有600余臺。效率高、噪聲低

33、、運(yùn)行可靠、維修方便是塔用軸流通風(fēng)機(jī)的基本要求。塔用風(fēng)機(jī)是在恒定壓力和流量的情況下工作的，葉片安裝角通常采用停機(jī)人工手調(diào)。葉片大都采用機(jī)翼型，材質(zhì)為鑄鋁或玻璃鋼，而玻璃鋼葉片已成為現(xiàn)代冷卻塔軸流通風(fēng)機(jī)的發(fā)展趨勢。降低冷卻塔的噪聲主要是在降低風(fēng)機(jī)噪聲這個“治本”方法上做文章。在沒有特殊要求的情況下，一般不輕易地采取增設(shè)消（吸）聲裝置的辦法。 我國自型風(fēng)機(jī)雖然在葉片和傳動結(jié)構(gòu)上有所改進(jìn)，但提高效率和降低噪聲仍末得到根本解決。第二代產(chǎn)品為70年代初研制的 30A 9-11型軸流通風(fēng)機(jī)，葉輪由4個機(jī)翼型扭曲葉片組成，葉片由玻璃鋼材質(zhì)制作，效率略大于0.7。 進(jìn)入20世紀(jì)80年代，我國冷卻塔風(fēng)機(jī)技術(shù)水平

34、不斷提高，發(fā)展成為第三代產(chǎn)品。 1980年，上?；C(jī)修二廠與上海交通大學(xué)、上海躍華玻璃鋼研究所共同研制了4.7m風(fēng)機(jī)，葉片為玻璃鋼結(jié)構(gòu)材料，采用直齒和螺旋傘齒輪雙級傳動，全壓效率為77.4% 。不久，上海鼓風(fēng)機(jī)廠與躍華玻璃鋼研究所共同研制了直徑為8.53m的風(fēng)機(jī)，葉片系仿制美國MarLy 公司的機(jī)翼型玻璃鋼扭曲葉片，風(fēng)機(jī)最高全壓效率為84.5%。 19811984年間，上海玻璃鋼研究所研制了6m風(fēng)機(jī)，亦是玻璃鋼葉片，經(jīng)實測，最高全壓效率為85% 。 自1984年以來，保定航空螺旋槳制造廠首先開發(fā)研制了直徑4.7m冷卻塔風(fēng)機(jī)，該機(jī)的總體和玻璃鋼葉片的氣動設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計由作者完成并順利通過部級技

35、術(shù)鑒定；繼而研制出6、7、8.53、9.14m等大型冷卻塔系列風(fēng)機(jī)產(chǎn)品。該風(fēng)機(jī)應(yīng)用航空螺旋槳技術(shù)，結(jié)構(gòu)合理、制作精良，經(jīng)實塔性能標(biāo)定，最高全壓效率為85% ，噪聲水平85dB(A) 。 1989年，作者與山東省科學(xué)院能源研究所的周心賢研究員合作，進(jìn)一步開發(fā)出4.7m塔用風(fēng)機(jī)。該機(jī)綜合了國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗，玻璃鋼葉片選用了先進(jìn)的航空低速翼型。減速器體積更小，散熱性能更佳，并通過省級技術(shù)鑒定。經(jīng)實塔標(biāo)定，風(fēng)機(jī)最高全壓效率為86.5%。 5) 空冷器軸流通風(fēng)機(jī) 空氣冷卻器（簡稱空冷器）是石油、化工等行業(yè)不可缺少的專用設(shè)備，風(fēng)機(jī)是空冷器的重要組成部分?？绽淦黠L(fēng)機(jī)亦屬低風(fēng)壓大流量軸流通風(fēng)機(jī)，并在恒定壓力

36、下工作；但流量應(yīng)隨季節(jié)和晝夜環(huán)境溫度的變化而改變，以達(dá)到滿足工藝流程要求和節(jié)能的目的?？绽淦黠L(fēng)機(jī)的流量通常采用調(diào)角調(diào)節(jié)，葉片安裝角調(diào)整主要有停機(jī)人工手調(diào)和不停機(jī)自動調(diào)角。 我國空冷器風(fēng)機(jī)于20世紀(jì)70年代末期開始上水平、上質(zhì)量、上品種。 70年代前曾使用鑄鋁葉片的VAV型風(fēng)機(jī)，該機(jī)結(jié)構(gòu)笨重、制作粗糙、效率低、噪聲高。后來研制出機(jī)翼扭曲型玻璃鋼葉片的F型軸流通風(fēng)機(jī)，性能雖有提高，但產(chǎn)品單一，自動化水平低。 70年代末，石化行業(yè)開始引進(jìn)國外技術(shù)與設(shè)備，其中美國哈德森（Hudson）公司的空冷器風(fēng)機(jī)在引進(jìn)設(shè)備上使用18 。 Hudson風(fēng)機(jī)品種規(guī)格多、三化（標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化）程度高、效率高（最

37、高全壓效率為85%）、噪聲低 標(biāo)準(zhǔn)型葉片為85dB(A) 、最寬型葉片為81dB(A) 、空心薄壁結(jié)構(gòu)的玻璃鋼葉片制作工藝先進(jìn)、安裝角的調(diào)整方式多樣、自動化水平高。保定航空螺旋槳制造廠于1978年仿制成功，并達(dá)到國外水平。在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)制作工藝實際，作者與哈爾濱空氣調(diào)節(jié)機(jī)廠合作，于1988年開發(fā)出國產(chǎn)化的HK型系列風(fēng)機(jī)葉片，通過省級技術(shù)鑒定，在石化行業(yè)推廣使用 19 。 6) 隧道軸流通風(fēng)機(jī) 隧道通風(fēng)換氣通常有兩種方式。長距離隧道一般采用橫向通風(fēng)，即選用立式軸流通風(fēng)機(jī)排除道內(nèi)污氣，由豎井輸入新鮮空氣。中短距離隧道大都采用縱向通風(fēng)，即選用射流軸流通風(fēng)機(jī)沿隧道縱向布局，靠

38、射流風(fēng)機(jī)出口氣流的強(qiáng)勁推力，“接力”似地排除污氣。 我國隧道風(fēng)機(jī)的研制初始于地鐵建設(shè)的需要。20世紀(jì)70年代，沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠為北京地鐵設(shè)計制造了專用軸流通風(fēng)機(jī)。 80年代，上海鼓風(fēng)機(jī)廠又引進(jìn)了德國TLT公司的TAF型系列和 TAS 型系列風(fēng)機(jī)技術(shù)。其中TAF型輪轂比較大，在0.5左右變化，主要用于長距離隧道；而 TAS型輪轂比較小，在0.33左右變化，主要用于短距離隧道管道通風(fēng)。 TAF型（部分）和 TAS 型系列風(fēng)機(jī)性能概況分別見表1-9和表1-1020 。表 1-9 TAF 型風(fēng)機(jī)性能參數(shù) 型 號直徑(mm)輪轂比流量m3/s壓力Pa轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率kW調(diào)節(jié)方式TAF23.7-11.2

39、-1 2370 0.473116.71633.8985300液壓調(diào)節(jié) TAF23.7-11.8-1 2370 0.498116.7922985300液壓調(diào)節(jié) TAF28-14-1 2800 0.50200/1101050/334750/580370/60液壓調(diào)節(jié) TAF22.4-11.8-1 2240 0.52797.2100735132葉片安裝角恒定 TAF14-7.5-1 1400 0.5362872598530停機(jī)調(diào)節(jié) TAF 18-10-1 1800 0.55658111798590停機(jī)調(diào)節(jié) 表 1-10 TAS 型風(fēng)機(jī)性能參數(shù) 名稱TAS6.3-2.3-1TAS 9-3-1TAS14

40、.5-4.7-1葉輪直徑mm6309001450輪轂比0.3650.3330324流量m3/s71113.517.52846風(fēng)機(jī)出口流速m/s22.535.52127.51728推力N2503503005305501500電機(jī)功率kW 11152237推力/功率N/kW31.841.737.850.534.550風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min 29201460730/9807) 消防排煙軸流通風(fēng)機(jī)隨著我國高層建筑不斷增多，消防排煙風(fēng)機(jī)的開發(fā)研制便提了出來。這種風(fēng)機(jī)是在應(yīng)急情況下使用的，它不僅要滿足排煙量的要求，還應(yīng)有耐高溫的使用要求。此外，為了確保風(fēng)機(jī)在應(yīng)急情況下啟動，風(fēng)機(jī)應(yīng)與排煙口設(shè)置聯(lián)鎖裝置，即當(dāng)任何

41、一個排煙口開啟時，排煙風(fēng)機(jī)能自動啟動；同時，為保證風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行，入口處應(yīng)設(shè)置溫控裝置，一旦煙氣溫度超過限定值能自動關(guān)閉。 我國消防排煙風(fēng)機(jī)的開發(fā)起步于 20 世紀(jì) 80 年代，這種風(fēng)機(jī)的機(jī)號不大，大都由中小企業(yè)生產(chǎn)。天津通風(fēng)機(jī)廠和沈陽人民風(fēng)機(jī)廠的 消防排煙軸流通風(fēng)機(jī)為典型代表。 2 軸流通風(fēng)機(jī)的主要特性為便于對軸流通風(fēng)機(jī)進(jìn)行氣動設(shè)計，首先了解其主要特性是必要的。軸流通風(fēng)機(jī)的主要特性可歸納為幾何特性、運(yùn)動特性和動力特性三個方面。2.1 幾何特性確定或表征軸流通風(fēng)機(jī)尺寸和形狀的參數(shù)稱作軸流通風(fēng)機(jī)的幾何特性，并以葉輪的幾何特性作為表征參數(shù)。軸流通風(fēng)機(jī)直徑系指葉片尖部所劃圓的直徑，是軸流通風(fēng)機(jī)最重要的幾何特性參數(shù)。直徑大小可選定亦可計算得到；通常與流量、全壓、葉片數(shù)、轉(zhuǎn)速、輸送介質(zhì)密度等有關(guān)。直徑大小直接影響風(fēng)機(jī)的氣動性能和結(jié)構(gòu)尺寸。文獻(xiàn) 21 對軸流通風(fēng)機(jī)直徑的確定原則作了規(guī)定，是軸流通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品系列（群）化設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則。輪轂直徑與風(fēng)機(jī)直徑之比稱作輪轂比，亦是軸流通風(fēng)機(jī)的一個重要幾何參數(shù)。輪轂比對風(fēng)機(jī)的流量、全壓、軸功率和效率都有影響。在直徑、轉(zhuǎn)速、流量和全壓一