風(fēng)機(jī)基本知識及選型的計算公式

1、-. z.風(fēng)機(jī)根本知識與選型的計算公式本章風(fēng)機(jī)是指通風(fēng)機(jī)而言。由于通風(fēng)機(jī)的工作壓力較低，其全壓不大于1500mmH2O,因此可以忽略氣體的壓縮性。這樣，在通風(fēng)機(jī)的理論分析和特性研究中，氣體運(yùn)動可以按不可壓縮流動處理。這一近似使得通風(fēng)機(jī)與水泵在根本原理、部件構(gòu)造、參數(shù)描述、性能變化和工況調(diào)節(jié)等方面有很多的一樣之處，在水泵的各相關(guān)內(nèi)容中已作了論述。但是，由于流體物性的差異，使通風(fēng)機(jī)和水泵在實(shí)際應(yīng)用的*些方面有所不同，形成了通風(fēng)機(jī)的一些特點(diǎn)。第一節(jié) 風(fēng)機(jī)的分類與構(gòu)造風(fēng)機(jī)分類1、按風(fēng)機(jī)工作原理分類按風(fēng)機(jī)作用原理的不同，有葉片式風(fēng)機(jī)與容機(jī)式風(fēng)機(jī)兩種類型。葉片式是通過葉輪旋轉(zhuǎn)將能量傳遞給氣體；容積式是通過

2、工作室容積周期性改變將能量傳遞給氣體 。兩種類型風(fēng)機(jī)又分別具有不同型式。 離心式風(fēng)機(jī) 葉片式風(fēng)機(jī)軸流式風(fēng)機(jī)混流式風(fēng)機(jī) 容積式風(fēng)機(jī)回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)2、按風(fēng)機(jī)工作壓力全壓大小分類1風(fēng)扇 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)額定壓力*圍為98Pa(10 mmH2O。此風(fēng)機(jī)無機(jī)殼，又稱自由風(fēng)扇，常用于建筑物的通風(fēng)換氣。2通風(fēng)機(jī) 設(shè)計條件下，風(fēng)機(jī)額定壓力*圍為98Pa14710Pa(1500 mmH2O)。一般風(fēng)機(jī)均指通風(fēng)機(jī)而言，也是本章所論述的風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)是應(yīng)用最為廣泛的風(fēng)機(jī)?？諝馕廴局卫?、通風(fēng)、空調(diào)等工程大多采用此類風(fēng)機(jī)。3鼓風(fēng)機(jī) 工作壓力*圍為14710Pa196120Pa。壓力較高，是污水處理曝氣工藝中常用的設(shè)備。4壓縮

3、機(jī) 工作壓力*圍為196120Pa，或氣體壓縮比大于3.5的風(fēng)機(jī)，如常用的空氣壓縮機(jī)。二、通風(fēng)機(jī)分類通風(fēng)機(jī)通常也按工作壓力進(jìn)展分類。 低壓風(fēng)機(jī)980Pa(100 mmH2O) 離心式風(fēng)機(jī) 中壓風(fēng)機(jī) 980Pa2942Pa(300 mmH2O) 高壓風(fēng)機(jī) 2942Pa14710Pa(1500 mmH2O通風(fēng)機(jī) 低壓風(fēng)機(jī) 490Pa(50 mmH2O 軸流式風(fēng)機(jī) 高壓風(fēng)機(jī) 490Pa4900Pa(500 mmH2O三、離心式風(fēng)機(jī)主要部件離心風(fēng)機(jī)的主要部件與離心泵類似。下面僅結(jié)合風(fēng)機(jī)本身的特點(diǎn)進(jìn)展論述。 1.葉輪葉輪是離心泵風(fēng)機(jī)傳遞能量的主要部件，它由前盤、后盤、葉片及輪轂等組成。葉片有后彎式、徑向

4、式和前彎式見離心泵葉片形狀，圖216，后彎式葉片形狀又分為機(jī)翼型、直板型和彎板型。葉輪前盤的形式有平直前盤、錐形前盤和弧形前盤三種，如圖41所示。a平直前盤 (b)錐形前盤 (c)弧形前盤 圖4-1 前盤形式2.集流器將氣體引入葉輪的方式有兩種，一種是從大氣直接吸氣，稱為自由進(jìn)氣；另一種是用吸風(fēng)管或進(jìn)氣箱進(jìn)氣。不管哪一種進(jìn)氣方式，都需要在葉輪前裝置進(jìn)口集流器。集流器的作用是保證氣流能均勻地分布在葉輪入口斷面，到達(dá)進(jìn)口所要求的速度值，并在氣流損失最小的情況下進(jìn)入葉輪。集流器形式有圓柱形，圓錐形，弧形，錐柱形和錐弧形等，如圖4-2所示?；⌒?，錐弧形性能好，被大型風(fēng)機(jī)所采用以提高風(fēng)機(jī)效率，高效風(fēng)機(jī)根

5、本上都采用錐弧形集流器。(a)圓柱形 (b)圓錐形 (c)弧形 (d)錐柱形 (e)錐弧形 圖4-2 集流器形式3.渦殼渦殼作用是聚集葉輪出口氣流并引向風(fēng)機(jī)出口，與此同時將氣流的一局部動能轉(zhuǎn)化為壓能。渦殼外形以對數(shù)螺旋線或阿基米德螺旋線最正確，具有最高效率。渦殼軸面為矩形，并且寬度不變。渦殼出口處氣流速度仍然很大，為了有效利用氣流的能量，在渦殼出口裝擴(kuò)壓器，由于渦殼出口氣流受慣性作用向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜，因此擴(kuò)壓器一般作成沿偏斜方向擴(kuò)大，其擴(kuò)散角通常為6。8。，如圖4-3所示。離心風(fēng)機(jī)渦殼出口部位有舌狀構(gòu)造，一般稱為渦舌圖4-3。渦舌可以防止氣體在機(jī)殼內(nèi)循環(huán)流動。一般有渦舌的風(fēng)機(jī)效率，壓力均高于

6、無舌的風(fēng)機(jī)。圖4-3 渦殼 圖4-4 進(jìn)氣箱4.進(jìn)氣箱氣流進(jìn)入集流器有三種方式。一種是自由進(jìn)氣；另一種是吸風(fēng)管進(jìn)氣，該方式要求保證足夠長的軸向吸風(fēng)管長度；再一種是進(jìn)氣箱進(jìn)氣，當(dāng)吸風(fēng)管在進(jìn)口前需設(shè)彎管變向時，要求在集流器前裝設(shè)進(jìn)氣箱進(jìn)氣，以取代彎管進(jìn)氣，可以改善進(jìn)風(fēng)的氣流狀況。進(jìn)風(fēng)箱見圖4-4所示。進(jìn)氣箱的形狀和尺寸將影響風(fēng)機(jī)的性能，為了使進(jìn)氣箱給風(fēng)機(jī)提供良好的進(jìn)氣條件，對其形狀和尺寸有一定要求。 1進(jìn)氣箱的過流斷面應(yīng)是逐漸收縮的，使氣流被加速后進(jìn)入集流器。進(jìn)氣箱底部應(yīng)與進(jìn)風(fēng)口齊平，防止出現(xiàn)臺階而產(chǎn)生渦流見圖4-4。 2進(jìn)氣箱進(jìn)口斷面面積與葉輪進(jìn)口斷面面積之比不能太小，太小會使風(fēng)機(jī)壓力和效率顯著

7、下降，一般/1.5；最好應(yīng)為/=1.252.0見圖4-4。 3進(jìn)風(fēng)箱與風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的相對位置以90。為最正確，即進(jìn)氣箱與出風(fēng)口呈正交，而當(dāng)兩者平行呈180。時，氣流狀況最差。 5.入口導(dǎo)葉 在離心式風(fēng)機(jī)葉輪前的進(jìn)口附近，設(shè)置一組可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角的導(dǎo)葉靜導(dǎo)葉，以進(jìn)展風(fēng)機(jī)運(yùn)行的流量調(diào)節(jié)。這種導(dǎo)葉稱為入口導(dǎo)葉或入口導(dǎo)流器，或前導(dǎo)葉。常見的入口導(dǎo)葉有軸向?qū)Я髌骱秃喴讓?dǎo)流器兩種，如圖4-5所示。入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式在離心風(fēng)機(jī)中有廣泛的應(yīng)用。圖4-5 離心式風(fēng)機(jī)的入口導(dǎo)流器a軸向?qū)Я髌鳂?gòu)造示意圖 (b) 簡易導(dǎo)流器構(gòu)造示意圖1 入口導(dǎo)葉 2 葉輪進(jìn)口風(fēng)筒 3 入口導(dǎo)葉轉(zhuǎn)軸 4 導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)四、離心風(fēng)機(jī)構(gòu)造型式離心風(fēng)機(jī)

8、一般采用單級單吸或單級雙吸葉輪，且機(jī)組呈臥式布置。圖4-6所示為4-13.2工程單位制為4-731116D型高效風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)為后彎式機(jī)翼型葉片，其最高效率可達(dá)93%，風(fēng)量為1700068000m3/h，風(fēng)壓為6007000Pa，葉輪前盤采用弧形。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口前裝有導(dǎo)流器，可進(jìn)展入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)。根據(jù)風(fēng)機(jī)使用條件的要求不同，離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口方向，規(guī)定了左或右的回轉(zhuǎn)方向，每一回轉(zhuǎn)方向分別有8種不同出風(fēng)口位置，如圖4-7所示。另可補(bǔ)充15。、30。、60。、75。、105。、120。角度。圖4-6 4-13.24-731116D型風(fēng)機(jī)1 機(jī)殼 2 進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)門 3 葉輪 4軸 5 進(jìn)風(fēng)口 6 軸承箱 7

9、地腳螺栓 8 聯(lián)軸器 9、10地腳螺釘 11 墊圈 12 螺栓及螺母 13 銘牌 14 電動機(jī)圖4-7 出風(fēng)口位置五、軸流式風(fēng)機(jī)軸流式風(fēng)機(jī)與軸流式水泵構(gòu)造根本一樣。有主軸、葉輪、集流器、導(dǎo)葉、機(jī)殼、動葉調(diào)節(jié)裝置、進(jìn)氣箱和擴(kuò)壓器等主要部件。軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)造型式見圖4-8所示。圖4-8 軸流式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造示意圖兩級葉輪1 進(jìn)氣箱 2 葉輪 3 主軸承 4動葉調(diào)節(jié)裝置 5 擴(kuò)壓器 6 軸 7 電動機(jī)由于軸流式風(fēng)機(jī)包括軸流式泵具有較大的輪彀，故可以在輪彀內(nèi)裝設(shè)動葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。動葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有液壓式調(diào)節(jié)和機(jī)械式調(diào)節(jié)兩種類型。該機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)葉輪葉片的安裝角，進(jìn)展風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況調(diào)節(jié)。目前，國內(nèi)外大型軸流風(fēng)機(jī)與軸流泵都已

10、實(shí)現(xiàn)了動葉可調(diào)。導(dǎo)葉是軸流式風(fēng)機(jī)的重要部件，它可調(diào)整氣流通過葉輪前或葉輪后的流動方向，使氣流圖4-9 軸流泵與風(fēng)機(jī)的根本型式a單個葉輪機(jī) (b) 單個葉輪后設(shè)置導(dǎo)葉 (c) 單個葉輪前設(shè)置導(dǎo)葉(d) 單個葉輪前、后均設(shè)置導(dǎo)葉以最小的損失獲得最大的能量；對于葉輪后的導(dǎo)葉，還有將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的動能轉(zhuǎn)換為壓能的作用。導(dǎo)葉設(shè)置如圖4-9所示。葉輪后設(shè)置導(dǎo)葉稱后導(dǎo)葉。后導(dǎo)葉設(shè)置在軸流風(fēng)機(jī)和軸流泵中普遍采用。葉輪前設(shè)置導(dǎo)葉稱為前導(dǎo)葉。目前，中、小型軸流風(fēng)機(jī)常采用前導(dǎo)葉裝置。在葉輪前后均設(shè)置導(dǎo)葉是以上兩種型式的綜合，可轉(zhuǎn)動的前導(dǎo)葉還可進(jìn)展工況調(diào)節(jié)。這種型式雖然工作效果好，但構(gòu)造復(fù)雜，僅適用于軸流風(fēng)機(jī)。第二節(jié) 離

11、心風(fēng)機(jī)性能曲線離心風(fēng)機(jī)性能曲線，即壓力、效率、功率與流量的關(guān)系曲線，與離心泵性能曲線的理論定性分析和實(shí)測性能曲線的討論是完全類似的。但是，由于流體的物理性質(zhì)的差異，使得在實(shí)際應(yīng)用中，離心風(fēng)機(jī)的性能曲線與水泵有所不同。如離心風(fēng)機(jī)的靜壓、靜壓效率曲線，離心風(fēng)機(jī)的無量綱性能曲線，都在風(fēng)機(jī)中有重要的應(yīng)用。一、風(fēng)機(jī)的全壓與靜壓性能曲線1、風(fēng)機(jī)的全壓、靜壓和動壓水泵揚(yáng)程計算式是根據(jù)水泵進(jìn)出口的能量關(guān)系，對單位重量液體所獲得的能量建立的關(guān)系式，即 H =Z-Z+m對于水泵，Z-Z+。故在應(yīng)用中，水泵的揚(yáng)程即全壓等于靜壓，也就是水泵單位重量液體獲得的總能量可用壓能表示。建立風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的能量關(guān)系式，同氣體的位能

12、(Z-Z)可以忽略，得到單位容積氣體所獲能量的表達(dá)式，即- (N/) (41)即風(fēng)機(jī)全壓等于風(fēng)機(jī)出口全壓與進(jìn)口全壓之差。風(fēng)機(jī)進(jìn)出口全壓分別等于各自的靜壓、與動壓、之和。式1適用于風(fēng)機(jī)進(jìn)出口不直接通大氣即配置有吸風(fēng)管和壓風(fēng)管的情況下，風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)的全壓計算公式。該系統(tǒng)稱為風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口聯(lián)合實(shí)驗(yàn)裝置，是風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)所采用的三種不同實(shí)驗(yàn)裝置之一。風(fēng)機(jī)的全壓是由靜壓和動壓兩局部組成。離心風(fēng)機(jī)全壓值上限僅為1500mm14710Pa，而出口流速可達(dá)30m/s左右；且流量即出口流速越大，全壓就越小。因此，風(fēng)機(jī)出口動壓不能忽略，即全壓不等于靜壓。例如，當(dāng)送風(fēng)管路動壓全部損失即出口損失的情況下，管路只能依靠靜壓

13、工作。為此，離心風(fēng)機(jī)引入了全壓、靜壓和動壓的概念。風(fēng)機(jī)的動壓定義為風(fēng)機(jī)出口動壓，即 (N/) 42風(fēng)機(jī)的靜壓定義為風(fēng)壓的全壓減去出口動壓，即 (N/) 43風(fēng)機(jī)的全壓等于風(fēng)機(jī)的靜壓與動壓之和，即 (N/) 44以上定義的風(fēng)機(jī)全壓，靜壓 和動壓，不但都有明確的物理意義；而且也是進(jìn)展風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)，表示風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的依據(jù)。 2、風(fēng)機(jī)的性能曲線 從上述各風(fēng)壓的概念出發(fā)，按照性能曲線的一般表示方法，風(fēng)機(jī)應(yīng)具有5條性能曲線。1全壓與流量關(guān)系曲線曲線；2靜壓與流量關(guān)系曲線 曲線；3軸功率與流量關(guān)系曲線 曲線；4全壓效率與流量關(guān)系曲線 曲線；5靜壓效率與流量關(guān)系曲線曲線。5條性能曲線中， 曲線與 曲線是有別于

14、水泵的兩條性能曲線。全壓效率計算方法同水泵，即 = 45式中：全壓N/；流量m3/s；軸功率KW。靜壓效率定義為風(fēng)機(jī)的靜壓有效功率與風(fēng)機(jī)的軸功率之比，即 46離心風(fēng)機(jī)性能曲線如圖410所示。圖410 典型后向葉輪離心通風(fēng)機(jī)的性能曲線 圖411 5-48型離心通風(fēng)機(jī)的無量綱性能曲線二、風(fēng)機(jī)無量綱性能曲線 1. 風(fēng)機(jī)的無量綱性能系數(shù) 根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的相似定律，與*一風(fēng)機(jī)保持工況相似的任一風(fēng)機(jī)其性能參數(shù)均以下標(biāo)m表示，在效率相等的條件下，相似三定律可分別表示為 4-7 (4-8) (4-9)注意到，以葉輪外徑表示的幾何比尺，葉輪出口牽連速度，引入葉輪圓盤面積。分別對上面3個定律的表達(dá)式進(jìn)展無量綱化，并

15、考慮到、和 的關(guān)系，得到風(fēng)機(jī)的無量綱性能系數(shù)。1 流量系數(shù)由流量相似定律表達(dá)式4-7有兩端同除 后寫為最后可得流量系數(shù)，這是一個與流量有關(guān)的無量綱數(shù)，即 4-10式4-10說明，工況相似的風(fēng)機(jī)，其流量系數(shù)應(yīng)該相等，且是一個常量。流量系數(shù)大，則風(fēng)機(jī)流量也大。2壓力系數(shù) 由壓力相似定律表達(dá)式4-8有兩端同除后寫為最后可得壓力系數(shù)，這是一個與壓力有關(guān)的無量綱數(shù)，即 4-11式4-11說明，工況相似的風(fēng)機(jī)，其壓力系數(shù)應(yīng)該相等，且是一個常量。壓力系數(shù)大，則風(fēng)機(jī)的壓力也高。壓力系數(shù)也是風(fēng)機(jī)型號編制的依據(jù)之一。3功率系數(shù) 由功率相似定律表達(dá)式4-9有兩端同除 后寫為最后可得功率系數(shù)，這是一個與功率有關(guān)的無量

16、綱數(shù)，即 4-12式4-12說明，工況相似的風(fēng)機(jī)，其功率系數(shù)應(yīng)該相等，且是一個常量。功率系數(shù)大，則風(fēng)機(jī)的功率也大。4效率 效率本身就是一個無量綱數(shù)，根據(jù)上述關(guān)系有 4-13即效率就是無量綱的效率系數(shù)。2風(fēng)機(jī)的無量綱性能曲線 無量綱性能參數(shù)、也是相似特征數(shù)，因此但凡相似的風(fēng)機(jī)，不管其尺寸的大小，轉(zhuǎn)速的上下和流體密度的大小，在對應(yīng)的工況點(diǎn)K，它們的無量綱參數(shù)都相等。對于一系列的相似風(fēng)機(jī)，每臺風(fēng)機(jī)都具有各自的性能曲線。當(dāng)采用無量綱系數(shù)表示時，該系列所有對應(yīng)工況點(diǎn)將重合為一個無量綱工況點(diǎn)，該系列所有對應(yīng)性能曲線將重合為一條無量綱性能曲線。因此，對于系列相似風(fēng)機(jī)的性能，可用一組無量綱性能曲線表示。圖4-

17、11是5-48型風(fēng)機(jī)的無量綱性能曲線。該曲線表示該型號中，幾何相似，但大小與轉(zhuǎn)速都不一樣的一系列風(fēng)機(jī)即不同的機(jī)號的無量綱性能曲線。目前，國產(chǎn)離心風(fēng)機(jī)的產(chǎn)品樣本，都采用了無量綱性能曲線表示*一型號系列相似風(fēng)機(jī)不同機(jī)號的共性。無量綱性能曲線不僅是為了減少風(fēng)機(jī)性能圖的數(shù)量以簡化表示，而且還便于對不同特性的各種系列風(fēng)機(jī)進(jìn)展比擬和選型。無量綱性能參數(shù)與無量綱性能曲線，在理論上也適用與水泵，但是由于水泵的種類繁多，水泵本身還存在汽蝕問題，因此水泵不采用無量綱性能曲線。三、風(fēng)機(jī)性能參數(shù)計算1風(fēng)機(jī)性能參數(shù)與無量綱性能參數(shù)無量綱參數(shù)都是幾個性能參數(shù)的無量綱組合，同一無量綱參數(shù)可以由這些性能參數(shù)的不同組合而成。因

18、此，相似系列風(fēng)機(jī)的對應(yīng)工況點(diǎn)雖然具有同一無量綱參數(shù)，但是，這些點(diǎn)的性能參數(shù)并不一樣。利用無量綱性能曲線選擇風(fēng)機(jī)和對風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的校核，都需根據(jù)無量綱參數(shù)和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，葉輪直徑，計算風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，全壓和功率。仍然采用無量綱參數(shù) 、的表達(dá)式，并考慮葉輪圓盤面積和葉輪出口牽連速度的關(guān)系，可得風(fēng)量、全壓和功率的計算式。 (m3/s) 4-14 (N/) 4-15 kw 4-162非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的性能參數(shù)變換風(fēng)機(jī)性能參數(shù)風(fēng)壓是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的全壓。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是壓力KPa，溫度，相對濕度的大氣狀態(tài)。一般風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而是任一非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，兩種狀態(tài)下的空氣物性參數(shù)不同?？諝饷芏鹊淖兓瘜⑹箻?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的

19、風(fēng)機(jī)全壓也隨之變化，在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下應(yīng)用風(fēng)機(jī)性能曲線時，必須進(jìn)展參數(shù)變換。相似定律說明，當(dāng)一臺風(fēng)機(jī)進(jìn)氣狀態(tài)變化時，其相似條件滿足、此時相似三定律為； 4-17假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)的風(fēng)機(jī)全壓為，空氣密度為；非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣密度為，風(fēng)機(jī)全壓為，則全壓關(guān)系有 (N/) 4-18一般風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣狀態(tài)就是當(dāng)?shù)氐拇髿鉅顟B(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有 4-19式中，是風(fēng)機(jī)在使用條件即當(dāng)?shù)卮髿鉅顟B(tài)下的當(dāng)?shù)卮髿鈮?，空氣密度和濕度。將?-19代入式4-18可得 (N/) 4-20利用此式，可將使用條件下的風(fēng)機(jī)全壓，變換為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)氣狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)全壓。風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)在風(fēng)機(jī)的選型中有重要作用，特別是對于種類繁多的離心風(fēng)機(jī)無

20、量綱性能曲線的選型更為方便。風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)的概念同水泵比轉(zhuǎn)數(shù)，比轉(zhuǎn)數(shù)在應(yīng)用中的意義也一樣。風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)的計算公式為 4-21式中：轉(zhuǎn)速rpm；Q流量/s；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)機(jī)全壓(mmH2o)。目前，風(fēng)機(jī)型號編制中的比轉(zhuǎn)數(shù)，就是按式4-21和規(guī)定單位計算的結(jié)果。風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)是對單個葉輪而言的，對于多級級數(shù)為風(fēng)機(jī)和雙吸風(fēng)機(jī)，其比轉(zhuǎn)數(shù)分別為級風(fēng)機(jī) 4-22 雙吸風(fēng)機(jī) 4-23比轉(zhuǎn)數(shù)也是風(fēng)機(jī)的根本性能參數(shù)之一。前面對于性能參數(shù)的有關(guān)討論也同樣適用于比轉(zhuǎn)數(shù)。另外，比轉(zhuǎn)數(shù)的大小還與計算采用的單位有關(guān)，以下就這些問題分別進(jìn)展討論。1非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)工作的比轉(zhuǎn)數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)的風(fēng)壓是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)氣時的全壓。當(dāng)為非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)氣時，應(yīng)按式

21、4-18計算風(fēng)機(jī)在實(shí)際工作狀態(tài)下的比轉(zhuǎn)數(shù)，即 4-24式中的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)空氣密度Kg/m3。2風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)與單位制比轉(zhuǎn)數(shù)是一個有量綱的性能參數(shù)，所以按式4-21計算的風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)的值與各物理量的單位有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)速的單位rpm和流量的單位(Q3/s)保持不變時，比轉(zhuǎn)數(shù)的值僅與全壓的單位有關(guān)。我國風(fēng)機(jī)型號編制中的值，就是采用工程單位制的結(jié)果，其單位是kgf/m2或mmH2o。當(dāng)采用國際單位制時，值也隨之改變。風(fēng)機(jī)全壓采用國際單位制時應(yīng)為N/注意到1 kgf/m2=9.8 N/=9.8mmH2o，則比轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)?4-25即采用工程單位制的比轉(zhuǎn)數(shù)比采用國際單位制的比轉(zhuǎn)數(shù)大5.54倍。如4-73型普通通風(fēng)機(jī)，比轉(zhuǎn)數(shù)

22、73是采用工程單位制計算的取值結(jié)果，當(dāng)采用國際單位制時，比轉(zhuǎn)數(shù)變?yōu)?3.21，按風(fēng)機(jī)型號編制方法應(yīng)為4-13型風(fēng)機(jī)。3無量綱性能參數(shù)與比轉(zhuǎn)數(shù)利用風(fēng)機(jī)的無量綱性能曲線時，假設(shè)能直接采用無量綱性能參數(shù)計算比轉(zhuǎn)數(shù)將是很方便的。為此，應(yīng)將比轉(zhuǎn)數(shù)公式，即式4-21中的參數(shù)用無量綱性能參數(shù)表示。仍采用式4-14和式4-15中的根本關(guān)系，并注意到葉輪、，則有 ； ； 。以上關(guān)系代入式4-21中，有標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，Kg/m3，則上式可寫為 4-26當(dāng)風(fēng)機(jī)全壓采用國際單位制(N/)時，比轉(zhuǎn)數(shù)還應(yīng)滿足式4-25的關(guān)系，則有 4-27即利用風(fēng)機(jī)的無量綱性能參數(shù)計算比轉(zhuǎn)數(shù)時，采用工程單位制的值比國際單位制大82倍。如4-

23、73型風(fēng)機(jī)在設(shè)計工況下的無量綱性能參數(shù)=0.230、=0.437，則按式4-27計算的比轉(zhuǎn)數(shù)=73.2。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)工況調(diào)節(jié)及運(yùn)行風(fēng)機(jī)裝置工況與求解水泵裝置工況的方法一樣，圖解風(fēng)機(jī)裝置工況仍然是目前普遍采用的方法。風(fēng)機(jī)PQ性能曲線表示風(fēng)機(jī)給單位容積氣體提供的能量與流量的關(guān)系；管路PQ性能曲線表示管道系統(tǒng)單位容積氣體流動所需要的能量與流量的關(guān)系，這是兩條曲線的不同概念。但是，對風(fēng)機(jī)裝置來說，兩條曲線又相互聯(lián)系、相互制約，裝置工況即是風(fēng)機(jī)與管路的質(zhì)量平衡結(jié)果；也是風(fēng)機(jī)與管路的能量平衡結(jié)果。1、風(fēng)機(jī)裝置的管路性能曲線風(fēng)機(jī)管路系統(tǒng)是指風(fēng)機(jī)裝置中除風(fēng)機(jī)以外的全部管路及附件、吸入裝置、排出裝置的總和。風(fēng)

24、機(jī)管路性能曲線是指單位容積氣體從吸入空間經(jīng)管路及附件送至壓出空間所需要的總能量即全壓與管路系統(tǒng)輸送流量Q的關(guān)系曲線。一般吸入空間及壓出空間均為大氣，且氣體位能通常忽略，則管路性能曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 (N/) (4-28)式子中是管路系統(tǒng)的綜合阻力系數(shù)/ 。 決定于管路系統(tǒng)的阻力特性，根據(jù)管路系統(tǒng)的設(shè)置情況和阻力計算確定。式子4-28表示的管路性能曲線在坐標(biāo)系中是一條通過原點(diǎn)的二次拋物線。全壓表示風(fēng)機(jī)提供的總能量，但是用于克制管路系統(tǒng)阻力的損失能量只能是全壓中靜壓能量。因此，風(fēng)機(jī)裝置工況確實(shí)定，有時需要用風(fēng)機(jī)的靜壓與流量關(guān)系曲線來確定相應(yīng)的裝置工況。此時，風(fēng)機(jī)裝置將出現(xiàn)全壓工況點(diǎn)N 和靜壓工況點(diǎn)

25、 M ，如圖 4-12 所示，這是意義不同的兩個工況點(diǎn)。 2、無量綱管路性能曲線離心風(fēng)機(jī)的性能曲線通常采用無量綱性能曲線表示見圖4-11，所以求解裝置工況需要采用與之 圖 4-12相應(yīng)的無量綱管路性能曲線。為此，需對管路性能 曲線的方程式無量綱化，利用無量綱性能曲線同樣可圖解風(fēng)機(jī)裝置工況。 對式4-28進(jìn)展無量綱化，有式中為葉輪出口牽連速度，為葉輪圓盤面積，為氣體密度。顯而易見， 同風(fēng)機(jī)的壓力系數(shù) ， 同風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)，假設(shè) 項(xiàng)用 表示，則上式可寫為 4-29式中 也是一個無量綱系數(shù)，假設(shè)采用根本量綱進(jìn)展量綱分析，其量綱為式4-29就是管路無量綱性能曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式，其有與風(fēng)機(jī)一樣的無量綱系數(shù)

26、、和管路無量綱系數(shù)?？梢钥闯觯?-29表示的管路無量綱性能曲線，在坐標(biāo)系中仍然是一條通過原點(diǎn)的二次拋物線。利用無量綱性能曲線同樣可以圖解風(fēng)機(jī)裝置工況，圖解所得無量綱性能參數(shù)同樣可以轉(zhuǎn)換為實(shí)際性能參數(shù)。二、風(fēng)機(jī)工況調(diào)節(jié)與水泵工況調(diào)節(jié)相類似，風(fēng)機(jī)工況調(diào)節(jié)也可分為非變速調(diào)節(jié)與變速調(diào)節(jié)兩種方式。在非變速調(diào)節(jié)中，又分為節(jié)流調(diào)節(jié)、分流調(diào)節(jié)、離心風(fēng)機(jī)的前導(dǎo)葉輪調(diào)節(jié)，軸流風(fēng)機(jī)的動葉調(diào)節(jié)等不同方法。 1. 風(fēng)機(jī)入口節(jié)流調(diào)節(jié) 利用風(fēng)機(jī)進(jìn)口前設(shè)置的節(jié)流裝置來調(diào)節(jié)流量的方法，稱為入口節(jié)流調(diào)節(jié)。因?yàn)楣?jié)流增加了管路阻力，所以也改變了管路性能曲線。同時，由于入口節(jié)流裝置一般安裝在風(fēng)機(jī)進(jìn)口前部位，節(jié)流時其斷面速度非均勻分布

27、，直接影響到葉輪進(jìn)口的正常速度分布，因此也改變了風(fēng)機(jī)的性能曲線。節(jié)流調(diào)節(jié)后的裝置工況，則由變化后的兩條性能曲線決定，如圖4-13所示。風(fēng)機(jī)裝置原工況點(diǎn)為M ，流量；采用節(jié)流調(diào)節(jié)后流量減小為，其工況點(diǎn)為A，調(diào)節(jié)損失能量。假設(shè)采用出口節(jié)流調(diào)節(jié)，則工況點(diǎn)應(yīng)為，能量損失為。由于0時，入口導(dǎo)葉將使氣流的進(jìn)口絕對速度產(chǎn)生圓周切向分量即，不再保持徑向流入狀態(tài)。入口導(dǎo)葉對進(jìn)口氣流的這種作用稱為預(yù)旋。由葉片式泵與風(fēng)機(jī)的根本方程式 可知，當(dāng)=0時，；當(dāng)0時，即預(yù)旋將使全壓減小，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)PQ 曲線變陡。由裝置工況分析可知，入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性要好于出口節(jié)流調(diào)節(jié)。當(dāng)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)流量較小時，采用入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)

28、性與變速調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)。同時，入口導(dǎo)流器構(gòu)造簡單尺寸小，投資低；調(diào)節(jié)運(yùn)行可靠、方便，維修簡單。因此入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)方法在離心風(fēng)機(jī)中有廣泛的應(yīng)用。與入口節(jié)流調(diào)節(jié)的分析一樣，水泵很少采用入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)這種方式。只有在泵裝置具有足夠的有效汽蝕余量，以致采用入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)不會產(chǎn)生汽蝕時，離心水泵和軸流泵還是可以考慮采用這種調(diào)節(jié)方式的，因其經(jīng)濟(jì)性仍然是高于節(jié)流調(diào)節(jié)的。3、風(fēng)機(jī)泵的分流調(diào)節(jié) 風(fēng)機(jī)的分流調(diào)節(jié)就是把風(fēng)機(jī)輸出的局部流量通過分流管回流到吸入容器或引入管路，并且在分流管裝有閥門以調(diào)節(jié)分流流量的大小來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)裝置的流量，這就是分流調(diào)節(jié)，如圖 4-14a所示。 風(fēng)機(jī)裝置分流調(diào)節(jié)的圖解工況如圖4-14b所示

29、。與水泵不對稱并聯(lián)圖解工況一樣，采用折引方法求解分流調(diào)節(jié)工況是可行的。首先，將公共管段AB視為風(fēng)機(jī)的組成局部，在風(fēng)機(jī)的 PQ 曲線上每一點(diǎn)的壓力P減去對應(yīng)流量下的AB段損失壓力，可得到折引風(fēng)機(jī)性能曲線。然后，作折引到管路性能曲線，即無公共管段AB，而由BC與BD 管段直接并聯(lián)的管路曲線。風(fēng)機(jī)輸出段BC的曲線是指分流管閥門全關(guān)時的管路性能曲線；分流段BD的曲線是指分流管閥門全開的管路性能曲線。根據(jù)并聯(lián)管路工作原理，對曲線與曲線進(jìn)展等壓力下的流量疊加，得到折引管路性能曲線。曲線與曲線的交點(diǎn)M即為裝置分流調(diào)節(jié)的工況點(diǎn)。根據(jù)折引原理，風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)為M。從M點(diǎn)作水平線分別交 曲線和曲線于C1點(diǎn)和C2點(diǎn)，

30、其對應(yīng)的流量就是風(fēng)機(jī)輸出的實(shí)際流量，就是調(diào)節(jié)的分流流量。根據(jù)并聯(lián)工作原理，風(fēng)機(jī)流量。當(dāng)分流管閥門全關(guān)時，其裝置工況點(diǎn)為N，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)為N。顯然，從N點(diǎn)到M點(diǎn)的各工況點(diǎn)，代表了分流管閥門從全關(guān)到全開時的全局部流調(diào)節(jié)工況。軸流式風(fēng)機(jī)采用分流調(diào)節(jié)方式要優(yōu)于節(jié)流調(diào)節(jié)，其經(jīng)濟(jì)性要好些。離心式風(fēng)機(jī)采用分流調(diào)節(jié)方式其經(jīng)濟(jì)性要低于節(jié)流調(diào)節(jié)方式。風(fēng)機(jī)分流調(diào)節(jié)原理也適用于并聯(lián)管路送風(fēng)裝置的工況確定。由圖4-14a可見，分流管BD實(shí)際就是與管段BC并聯(lián)的另一條管路。分流調(diào)節(jié)也適用于泵裝置的工況調(diào)節(jié)。因?yàn)楸貌荒懿捎萌肟诠?jié)流調(diào)節(jié)或入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，所以采用節(jié)流調(diào)節(jié)比風(fēng)機(jī)更為適宜。三、風(fēng)機(jī)的非穩(wěn)定工況運(yùn)行風(fēng)機(jī)正常工作時呈現(xiàn)的

31、是穩(wěn)定工況；當(dāng)風(fēng)機(jī)選型不當(dāng)或風(fēng)機(jī)使用欠妥時，*些風(fēng)機(jī)就會產(chǎn)生非穩(wěn)定工況，風(fēng)機(jī)的非穩(wěn)定運(yùn)行將影響甚至破壞其正常工作。與軸流泵一樣，軸流風(fēng)機(jī)也具有駝峰形性能曲線，其最大特點(diǎn)就是存在著運(yùn)行的不穩(wěn)定工作區(qū)，風(fēng)機(jī)一旦進(jìn)入該區(qū)工作，就會產(chǎn)生不同形式的非穩(wěn)定工況，并表現(xiàn)出明顯的非正常工作的征兆。1、葉柵的旋轉(zhuǎn)脫流軸流風(fēng)機(jī)葉輪均采用了翼型葉片，氣體與翼型之間的相對運(yùn)動就是翼型繞流。在翼型繞流特性分析中，定義相對運(yùn)動方向與翼弦線即翼型前后緣曲率中心之連線的夾角為沖角或攻角，如圖4-15所示，沖角大小是影響機(jī)翼型繞流特性的最重要的因素。當(dāng)沖角為零時，葉片產(chǎn)生較大的升力和較小的摩擦阻力。當(dāng)沖角增大時，葉片背水面尾部

32、流動產(chǎn)生別離，外力有所增加而阻力主要是形體阻力的增加更大，葉片升阻比減小。當(dāng)沖角增大到*一臨界值后，流動別離點(diǎn)前移，別離區(qū)擴(kuò)大，致使升力明顯下降而阻力急劇增大。這種繞流現(xiàn)象稱為脫流或失速。對于依靠外力工作的軸流風(fēng)機(jī)，脫流是產(chǎn)生非穩(wěn)定工況的一個重要原因。圖4-15 圖4-16軸流風(fēng)機(jī)葉輪是由繞輪轂的假設(shè)干個翼型組成的葉柵，圖4-16所示為展開后的平面葉柵，葉片之間為氣流通道，如圖中標(biāo)示的1、2、3。氣流在通過旋轉(zhuǎn)葉柵時也會產(chǎn)生脫流現(xiàn)象，但這種脫流總是在*一個葉片首先發(fā)生，并在該葉片背水面流道，如圖中的流道2的后部因渦流發(fā)生流動阻塞。2流道因阻塞減小的流量將向相鄰的1、3流道分流，并與原有的流動集

33、合使1、3流道的流量增大。由于匯流改變了1、3流道的流動狀況，也改變了1、3流道的進(jìn)口流動方向。流道2向流道1的分流方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一樣，將使葉片沖角減小而抑止了脫流的發(fā)生；與此相反流道2向流道3的分流方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，將使葉片沖角增大而誘發(fā)了脫流的產(chǎn)生。這樣，流道1就保持了正常的流動狀況，而流道3因脫流而是非正常的流動狀況。與前面的分析完全一樣，當(dāng)流道3因脫流而發(fā)生流動阻塞時，也將影響到2、4流道的流動，抑止了2流道的脫流卻誘發(fā)了4流道的脫流。因?yàn)槿~輪是旋轉(zhuǎn)的，所以此過程是順序反復(fù)進(jìn)展的。因此在旋轉(zhuǎn)葉輪中，葉片脫流將沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向，周期性而持續(xù)地依次傳遞；這種脫流現(xiàn)象稱為旋轉(zhuǎn)

34、脫流。旋轉(zhuǎn)脫流逆葉輪旋轉(zhuǎn)方向的角速度小于葉輪旋轉(zhuǎn)角速度約為轉(zhuǎn)速的30%-80%，脫流對葉片仍有很高的作用頻率。同時，脫流前后作用于葉片的壓力大小也有一定的變化幅度。因此，旋轉(zhuǎn)脫流除了影響風(fēng)機(jī)正常工作，使其性能下降之外；還由于葉片受到一種高頻率，有一定變幅的交變力作用，而使葉片產(chǎn)生疲勞損壞；當(dāng)這一交變力頻率等于或接近葉片的固有頻率時，葉片將產(chǎn)生共振甚至使葉片斷裂。為防止軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流，應(yīng)在風(fēng)機(jī)選型和運(yùn)行中確保風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)不進(jìn)入風(fēng)機(jī)的不穩(wěn)定工作區(qū)。2風(fēng)機(jī)的喘振風(fēng)機(jī)駝峰形性能曲線如圖4-17所示。根據(jù)圖解離心泵裝置工況的能量平衡關(guān)系可知，圖中K點(diǎn)為臨界點(diǎn)，K點(diǎn)右側(cè)為風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作區(qū)，左側(cè)為不穩(wěn)定工

35、作區(qū)?，F(xiàn)對具有大容量管路系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)裝置，并且風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定運(yùn)行的工作狀況進(jìn)展討論。駝峰形曲線和大容量管路是風(fēng)機(jī)發(fā)生喘振的必要件。仍見圖4-17，裝置原工況點(diǎn)A為穩(wěn)定工況?，F(xiàn)在需要流量減小至，則工況點(diǎn)沿上升曲線AK到達(dá)K點(diǎn)，該段變化保持穩(wěn)定工況。至K點(diǎn)后沿下降曲線KD變化，該段為不穩(wěn)定工作區(qū)，使風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)即刻降至D點(diǎn)，。與此同時，管路性能也沿曲線AK變化，壓力上升至 ，由于管路容量大，其壓力變化滯后于風(fēng)機(jī)工作不穩(wěn)定變化，所以管路壓力保持 圖4-17不變。在風(fēng)機(jī)無流量輸出，并且管路壓力大于風(fēng)機(jī)壓力的條件下，風(fēng)機(jī)出現(xiàn)正轉(zhuǎn)倒流現(xiàn)象，風(fēng)機(jī)跳至C點(diǎn)工作。由于管路流量輸出使其壓力下降，倒流流量也隨之減小，風(fēng)機(jī)

36、QP性能變化沿CD線進(jìn)展。在D點(diǎn)，管路壓力與風(fēng)機(jī)壓力相等，倒流流量也等于零，風(fēng)機(jī)即無流量的輸出也無流量的輸入，但風(fēng)機(jī)仍然在持續(xù)運(yùn)行，故風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)又由D點(diǎn)跳到E點(diǎn)。但是，由于外界所需風(fēng)量仍保持，所以上述過程將按EKCDE的順序周期性地反復(fù)進(jìn)展。以上討論也是對喘振機(jī)理的分析。當(dāng)具有大容量管路系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)處于不穩(wěn)定工作區(qū)運(yùn)行時，可能會出現(xiàn)流量壓力的大幅度波動，引起裝置的劇烈振動，并伴隨有強(qiáng)烈的噪音，這種現(xiàn)象稱為喘振。喘振將使風(fēng)機(jī)性能惡化，裝置不能保持正常的運(yùn)行工況，當(dāng)喘振頻率與設(shè)備自振頻率相重合時，產(chǎn)生的共振會使裝置破壞。為了防止喘振的發(fā)生，大容量管路系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)應(yīng)盡量防止采用駝峰形性能曲線；在任何條件

37、下，裝置輸出的流量應(yīng)充分地大于臨界流量，決不允許出現(xiàn)；采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)方法擴(kuò)大風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)；控制管路容積等措施都是有效的。3、風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的搶風(fēng)現(xiàn)象當(dāng)風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作也存在不穩(wěn)定區(qū)時，將會影響風(fēng)機(jī)并聯(lián)的正常工況，產(chǎn)生流量分配的偏離，即搶風(fēng)現(xiàn)象。兩臺具有駝峰形曲線的風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作。假定為同型號風(fēng)機(jī)，性能曲線為，用并聯(lián)性能曲線的方法作出并聯(lián)性能曲線，由于存在不同段曲線并聯(lián)的可能，因此在中出現(xiàn)了一個形狀的不穩(wěn)定工作區(qū)。風(fēng)機(jī)性能曲線及并聯(lián)性能曲線如圖4-18所示。當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)為A時，相應(yīng)每臺風(fēng)機(jī)均在A1點(diǎn)工作，風(fēng)機(jī)為穩(wěn)定運(yùn)行。假設(shè)并聯(lián)風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定的區(qū)內(nèi)運(yùn)行，管路性能曲線與風(fēng)機(jī)并聯(lián)性能曲線有兩個交點(diǎn)，即

38、B點(diǎn)和C點(diǎn)。當(dāng)在B點(diǎn)運(yùn)行時，相應(yīng)每臺風(fēng)機(jī)均在B1點(diǎn) 圖4-18工作，風(fēng)機(jī)仍為穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)因各種因素不能維持在B點(diǎn)運(yùn)行時，工況點(diǎn)將下移到C點(diǎn)，這時相應(yīng)每臺風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)分別在C1點(diǎn)和C2點(diǎn)。流量大的這臺風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定區(qū)的C1點(diǎn)工作，而流量小的風(fēng)機(jī)的工作在不穩(wěn)定區(qū)的C2點(diǎn)，由于一臺風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定區(qū)工作 ，因此C 點(diǎn)并聯(lián)工況僅為暫時的平衡狀態(tài)，隨時有被破壞的可能。這種不穩(wěn)定的并聯(lián)工況，不僅產(chǎn)生較大的流量偏離，一臺風(fēng)機(jī)流量很小甚至出現(xiàn)倒流；同型號風(fēng)機(jī)的不穩(wěn)定并聯(lián)工況，還客觀導(dǎo)致風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)的相互倒換，即兩風(fēng)機(jī)大小流量互變。以上過程的反復(fù)進(jìn)展，使風(fēng)機(jī)不能正常并聯(lián)運(yùn)行，這是風(fēng)機(jī)搶風(fēng)現(xiàn)象機(jī)理的分析。搶風(fēng)現(xiàn)象不僅影響了

39、并聯(lián)裝置的正常工作，而且還可能引起裝置的振動，電機(jī)的空載或過載等不良后果。因此，應(yīng)盡量防止并聯(lián)風(fēng)機(jī)的不穩(wěn)定運(yùn)行。如低負(fù)荷工作時應(yīng)采用單臺風(fēng)機(jī)運(yùn)行；也可采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)方法等措施來防止搶風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生 。水泵并聯(lián)運(yùn)行也存在著類似的搶水現(xiàn)象，除了上述的危害之外，還可能引起泵的汽蝕，具有更大的危害性。第五節(jié) 風(fēng)機(jī)選型方法及步驟離心通風(fēng)機(jī)型號表示方法 離心通風(fēng)機(jī)的全稱包括名稱、型號、機(jī)號、傳動方式、旋轉(zhuǎn)方向和出風(fēng)口位置等六局部，一般包括用途代號、壓力系數(shù)表示、比轉(zhuǎn)數(shù)表示、機(jī)號等根本內(nèi)容。用途代號以用途名稱漢語拼音字母首字表示，如G和Y分別代表鍋爐送風(fēng)和鍋爐引風(fēng)機(jī)；如T代表通用離心通風(fēng)機(jī)，一般可省略不寫。壓

40、力系數(shù)表示是風(fēng)機(jī)全壓系數(shù)乘以10并四舍五入取整得到的數(shù)字。比轉(zhuǎn)數(shù)表示是風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)數(shù)四舍五入取整得到的數(shù)字。機(jī)號為葉輪外徑的分米dm數(shù)。 如Y42-273F型風(fēng)機(jī)，Y表示是一臺鍋爐引風(fēng)機(jī)；4-273為風(fēng)機(jī)最高效率點(diǎn)即風(fēng)機(jī)設(shè)計工況點(diǎn)的壓力系數(shù)為0.4，比轉(zhuǎn)數(shù)為73，葉輪為雙吸式；表示葉輪外徑=28.5dm(2850mm)；F為雙支承聯(lián)軸器傳動。又如4-6812.5D型風(fēng)機(jī)，無拼音頭表示是一臺通風(fēng)的通風(fēng)機(jī)；4-68為風(fēng)機(jī)最高效率點(diǎn)的壓力系數(shù)為0.4。比轉(zhuǎn)數(shù)為68； 12.5表示葉輪外徑=12.5dm；D為懸臂支承聯(lián)軸器傳動。國家推廣的一般非專用高效節(jié)能風(fēng)機(jī)，其主要產(chǎn)品如表4-1所示。二、風(fēng)機(jī)選型方法在

41、風(fēng)機(jī)應(yīng)用中，除了滿足對其流量、風(fēng)壓的要求之外，還應(yīng)考慮對風(fēng)機(jī)高效運(yùn)行的要求，這是合理選擇風(fēng)機(jī)的一個重要因素。風(fēng)機(jī)性能是風(fēng)機(jī)合理選型的依據(jù)，風(fēng)機(jī)性能的表示方法不同，風(fēng)機(jī)選型的方法也不同。1利用風(fēng)機(jī)性能表選擇風(fēng)機(jī)這種方法與利用水泵性能表選擇水泵一樣，雖然簡單方便，但是不能準(zhǔn)確地確定風(fēng)機(jī)裝置工況。此方法也只適用于單一工況風(fēng)機(jī)的選擇，難以對選擇進(jìn)展比擬分析，不能解決工況調(diào)節(jié)問題。 2利用風(fēng)機(jī)性能曲線選擇風(fēng)機(jī) 這一方法與利用水泵性能曲線選擇水泵一樣，是一種最根本也比擬簡單的方法。此方法便于工況調(diào)節(jié)的分析和調(diào)節(jié)參數(shù)確實(shí)定。利用性能曲線的比選性較差。 3利用風(fēng)機(jī)無量綱性能曲線選擇風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)無量綱性能曲線是表示

42、各種型式，不同機(jī)號的系列風(fēng)機(jī)的無量綱性能參數(shù)。為了縮小選擇的*圍，先選定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在可能條件下盡量選擇較高的轉(zhuǎn)速，但鍋爐引風(fēng)機(jī)，排塵風(fēng)機(jī)應(yīng)考慮高轉(zhuǎn)速的磨損問題。由風(fēng)機(jī)選擇參數(shù)和式 或式 計算風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)。再由值查找離心風(fēng)機(jī)的無量綱曲線，找出與計算比轉(zhuǎn)數(shù)最為接近并且本身效率又較高的風(fēng)機(jī)作為選定的風(fēng)機(jī)型式。選定風(fēng)機(jī)型式后，由相應(yīng)的無量綱性能曲線上查出最高效率點(diǎn)即風(fēng)機(jī)設(shè)計工況點(diǎn)的流量系數(shù)和壓力系數(shù)。然后根據(jù)這兩個無量綱參數(shù)的定義式4-10和式4-11，可以確定風(fēng)機(jī)葉輪外徑，也可根據(jù)式4-14和式4-15分別寫出的計算式，即 4-30 4-31由以上兩式求出的葉輪外徑應(yīng)相等或近似相等查圖的誤差所致。最

43、后按照計算的葉輪外徑，選擇最接近的風(fēng)機(jī)機(jī)號即風(fēng)機(jī)葉輪外徑。并根據(jù)所選擇的風(fēng)機(jī)型號，進(jìn)展風(fēng)機(jī)工作參數(shù)即風(fēng)機(jī)選擇參數(shù)的校核。圖4-194利用風(fēng)機(jī)的性能選擇曲線選擇風(fēng)機(jī)這是風(fēng)機(jī)選擇中最常用的一種方法。選擇曲線是把同一相似系列，不同葉輪外徑 的每一臺風(fēng)機(jī)的全壓，功率，轉(zhuǎn)速與流量的關(guān)系，在對數(shù)坐標(biāo)圖上所標(biāo)繪的一系列線族，如圖418所示為413型風(fēng)機(jī)性能選擇曲線。選擇曲線圖中包含有，和的三組等值線族和一系列高效工作區(qū)的線族。由于采用對數(shù)坐標(biāo)，三組等值線族均為各自平行的直線，并規(guī)定高效區(qū)是效率達(dá)最高效率90%以上的工作區(qū)*圍。等線通過的性能曲線族，表示同一機(jī)號，不同轉(zhuǎn)速下的風(fēng)機(jī)性能曲線。對任意一條性能曲線來

44、說，其上各點(diǎn)的葉輪直徑，轉(zhuǎn)速都是一樣的，且等于最高效率點(diǎn)設(shè)計工況點(diǎn)的值和值。等線與等線在性能曲線上的交點(diǎn)就是風(fēng)機(jī)設(shè)計工況點(diǎn)。等線一般并不通過性能曲線的設(shè)計工況點(diǎn)，且性能曲線上各點(diǎn)的功率都不相等。根據(jù)風(fēng)機(jī)的選擇參數(shù)，在選擇曲線圖上可找出相應(yīng)的工況點(diǎn)，假設(shè)該點(diǎn)位于性能曲線上則可直接選定風(fēng)機(jī)的機(jī)號，轉(zhuǎn)速和功率。但所需要的工況點(diǎn)往往不是剛好落在性能曲線上，如圖4-19上的1點(diǎn)。這時，需要在流量保持不變的條件下，向上查找最接近的性能曲線上的2點(diǎn)和3點(diǎn)，由2點(diǎn)或3點(diǎn)所在的性能曲線，查出出風(fēng)機(jī)的機(jī)號即 ，轉(zhuǎn)速和功率。對于初選的兩臺風(fēng)機(jī)對應(yīng)兩條曲線還應(yīng)進(jìn)展比擬分析，一般應(yīng)選取效率比擬高，轉(zhuǎn)速比擬高，葉輪外徑較

45、小，功率較小的風(fēng)機(jī)。如圖中的3點(diǎn)性能曲線為最后選定的風(fēng)機(jī)。三、風(fēng)機(jī)選型步驟 風(fēng)機(jī)選型的根本目的是在不同工作條件和不同工作狀況下，滿足風(fēng)機(jī)裝置系統(tǒng)對流量和壓力的要求，并且要確保風(fēng)機(jī)能夠經(jīng)濟(jì)平安的運(yùn)行。選型目的也就決定了風(fēng)機(jī)選型的根本原則，這些原則更全面也更充分地表達(dá)在風(fēng)機(jī)選型的每一步驟中。1風(fēng)機(jī)工作條件下的大氣壓強(qiáng)，輸送氣體的溫度，密度。裝置系統(tǒng)工作特點(diǎn)和擬采用的風(fēng)機(jī)工作方式和工況調(diào)節(jié)方法。2根據(jù)實(shí)際需要確定每臺風(fēng)機(jī)工作的最大流量，再根據(jù)系統(tǒng)管路布置計算相應(yīng)的最大壓力全壓。并按設(shè)計規(guī)定，風(fēng)機(jī)負(fù)荷應(yīng)考慮一定的平安富裕量，一般流量取值為=0.050.1，比轉(zhuǎn)數(shù)大取小值；壓力取值為=0.10.15，比

46、轉(zhuǎn)數(shù)大取大值。3風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本給出的風(fēng)機(jī)性能都是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的參數(shù)，而風(fēng)機(jī)通常是在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作的。因此，必須按照相似定律和氣體狀態(tài)方程，將實(shí)際狀態(tài)的設(shè)計流量和壓力，換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的流量和壓力。根據(jù)無量綱性能參數(shù)和比轉(zhuǎn)數(shù)的討論，有關(guān)系m3/s (4-32)(N/) (4-33)(KW) (4-34)式中，是風(fēng)機(jī)在實(shí)際狀態(tài)即使用條件下的流量m3/s，全壓(N/)和功率(KW)；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為101325 N/的大氣壓和20的氣溫。換算后的，是風(fēng)機(jī)的選擇參數(shù)，也是風(fēng)機(jī)選型的第一個控制條件。4根據(jù)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本確定風(fēng)機(jī)選型采用的方法即性能表、性能曲線、無量綱性能曲線、性能選擇曲線中之一。一般情況還應(yīng)根據(jù)風(fēng)

47、機(jī)的選擇參數(shù)計算風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)數(shù)，更有利于風(fēng)機(jī)的合理選型。風(fēng)機(jī)性能是風(fēng)機(jī)選型的第二個控制條件。選型時應(yīng)注意選擇較高效率的風(fēng)機(jī)，并且應(yīng)保持風(fēng)機(jī)在高效工作區(qū)運(yùn)行；有條件時應(yīng)盡量選擇轉(zhuǎn)速高、葉輪直徑小的風(fēng)機(jī)。對于負(fù)荷較小，工況簡單的系統(tǒng)，其風(fēng)機(jī)可以一次選定；而負(fù)荷較大，工況比擬復(fù)雜的系統(tǒng)，往往需要進(jìn)展不同型號風(fēng)機(jī)之間的性能比擬和綜合分析，以確定最合理的風(fēng)機(jī)型號。另在風(fēng)機(jī)的選型中，應(yīng)盡量防止風(fēng)機(jī)出現(xiàn)非穩(wěn)定運(yùn)行狀況的可能。如馬鞍形性能曲線 ，是風(fēng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流、喘振和搶風(fēng)等不正常工作的主要原因，在風(fēng)機(jī)選型時應(yīng)引起重視。5根據(jù)所選風(fēng)機(jī)的性能曲線和管路性能曲線，考慮系統(tǒng)管路布置方式和風(fēng)機(jī)運(yùn)行方式，圖解裝置運(yùn)行工

48、況和風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)。如果需要運(yùn)行工況調(diào)節(jié)的，應(yīng)根據(jù)采用的調(diào)節(jié)方法圖解調(diào)節(jié)工況，確定相應(yīng)的調(diào)節(jié)工況參數(shù)。對于可采用多種方法調(diào)節(jié)時，應(yīng)進(jìn)展不同方法的經(jīng)濟(jì)性分析，以確定最合理的調(diào)節(jié)方法。以上是風(fēng)機(jī)選型的主要步驟。從風(fēng)機(jī)選型的整個過程來看，是包括風(fēng)機(jī)理論、風(fēng)機(jī)性能、裝置工況及工況調(diào)節(jié)等內(nèi)容的一個綜合應(yīng)用過程，選型的目的就是實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)最合理地應(yīng)用。以上步驟表達(dá)了風(fēng)機(jī)選型的目的和方法，有很重要的實(shí)際意義。風(fēng)機(jī)常見故障分析1。振動可從下述幾個方面進(jìn)展檢查； A。葉輪旋轉(zhuǎn)時碰擦，此時會發(fā)生異常的聲音和劇烈的振動。原因是貯運(yùn)，安裝，使用過程中風(fēng)機(jī)外殼或葉輪部件發(fā)生變形。 b，貯運(yùn)，安裝，使用過程中傳動件或機(jī)殼變形葉輪平衡破壞。原因如下：葉輪受壓變形；葉輪與軸套的連接件松動；吊裝不妥導(dǎo)致主軸變形；電機(jī)固定螺旋松動； c風(fēng)機(jī)底腳螺栓未固緊。 2。發(fā)熱：常溫下運(yùn)行一小時后，發(fā)現(xiàn)電機(jī)溫升過高，則可能由以下原因之一造成； a系統(tǒng)阻力過大或風(fēng)機(jī)選配一不合理導(dǎo)致電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，原因是管網(wǎng)阻力系數(shù)過大或管路系數(shù)的閥門未翻開。 b電機(jī)軸承損壞，配合間隙小，不符合要求； c電機(jī)斷相運(yùn)行或接線錯誤； d電源電壓過低。 1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：指風(fēng)機(jī)的進(jìn)口處空氣的壓力P=101325Pa，溫度t=20，相對濕度=50%