風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)風(fēng)機(jī)定義風(fēng)機(jī)是一種品種繁多、應(yīng)用廣泛的輸送氣體的通用機(jī)械。從能量觀點(diǎn)來(lái)分析，它是把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機(jī)械。風(fēng)機(jī)分類按原理分類：1、容積式：往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式

日常我們所說(shuō)的羅茨風(fēng)機(jī)就屬于回轉(zhuǎn)式的一種2、透平式：離心、軸流、混流、橫流透平式的共同特點(diǎn)是通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉片把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成氣體能量，因此又稱為葉片式機(jī)械。（此為我們常見的一種形式，也是我們要重點(diǎn)講解的）3、噴射式風(fēng)機(jī)分類按絕對(duì)排氣壓力分類：1、通風(fēng)機(jī)：＜11.27×104Pa2、鼓風(fēng)機(jī)：（11.27-34.2)×104Pa3、壓縮機(jī)：＞34.2×104Pa（僅供參考）風(fēng)機(jī)分類按用途分類工業(yè)鍋爐用風(fēng)機(jī)地鐵隧道用風(fēng)機(jī)一般通風(fēng)排風(fēng)用風(fēng)機(jī)消防風(fēng)機(jī)工業(yè)風(fēng)機(jī)礦井風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài):進(jìn)口壓力：1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即101325Pa，或760mmHg溫度：20℃相對(duì)濕度：50%一般我們常用的風(fēng)機(jī)由于壓力溫度變化較小，所以可不考慮氣體由于溫度、壓力變化所產(chǎn)生的密度變化，可以按照標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度：1.2kg/m3來(lái)做計(jì)算。風(fēng)機(jī)性能參數(shù)流量Q定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)流道某一截面的氣體容積，故又稱容積流量單位：m3/s，m3/min，m3/h，CFM一般風(fēng)機(jī)流量的計(jì)算用風(fēng)機(jī)出風(fēng)口面積A與風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處的風(fēng)速來(lái)計(jì)算表示為風(fēng)機(jī)性能參數(shù)壓力1，靜壓Pst：在平直流道中運(yùn)動(dòng)的氣體于某一截面垂直作用于壁面的壓力。通常為測(cè)得值。在某些離心風(fēng)機(jī)樣本里也被稱為真空度。動(dòng)壓Pd：該截面上氣體流動(dòng)速度所產(chǎn)生的平均壓力Pd=ρv2/2全壓Pt：同一截面上氣體靜壓、動(dòng)壓之和稱為氣體全壓，風(fēng)機(jī)進(jìn)出口氣體全壓之差稱為風(fēng)機(jī)全壓，即Pt=Pst+Pt風(fēng)機(jī)性能參數(shù)靜壓比

在管道設(shè)計(jì)的水力計(jì)算中，要考慮管道的阻力損失，管道中風(fēng)速越大，阻力損失就越大，能量衰減的越快，所以對(duì)于風(fēng)機(jī)來(lái)講，靜壓比是個(gè)非常重要的量值，表示為η=Pst/Pt。風(fēng)機(jī)性能參數(shù)功率1、有效功率Pe：風(fēng)機(jī)所輸送氣體在單位時(shí)間內(nèi)從風(fēng)機(jī)獲得的有效能量

Pe=Pt×Q/1000［kW］式中：Pt［Pa］，Q［m3/s］2、軸功率Psh：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)原動(dòng)機(jī)傳遞給風(fēng)機(jī)軸上的能量，一般電機(jī)直連的風(fēng)機(jī)軸功率即為電機(jī)功率，如果用皮帶或者其他傳動(dòng)方式的，要考慮到功率傳遞系數(shù)的影響。風(fēng)機(jī)性能參數(shù)風(fēng)機(jī)效率風(fēng)機(jī)全壓效率ηt：風(fēng)機(jī)全壓有效功率與風(fēng)機(jī)軸功率之比

ηt=Pet/Psh=Pt×Q/1000/Psh風(fēng)機(jī)靜壓效率ηs：風(fēng)機(jī)靜壓有效功率與風(fēng)機(jī)軸功率之比

ηt=Pes/Psh=Pst×Q/1000/Psh風(fēng)機(jī)性能參數(shù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n單位：r/min或rpm作用：風(fēng)機(jī)所有性能參數(shù)均將隨轉(zhuǎn)速的變化而變化常用的電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為，n=120f/p，n為轉(zhuǎn)速，f為電源頻率，P為電機(jī)極數(shù)(常見2、4、6、8、10）電機(jī)直連風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為電機(jī)轉(zhuǎn)速，可通過(guò)改變電源頻率改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。若是皮帶傳送可根據(jù)調(diào)節(jié)原、被動(dòng)皮帶輪直徑比例改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。風(fēng)機(jī)性能參數(shù)下圖中就是主要的測(cè)試風(fēng)壓的參數(shù)風(fēng)機(jī)性能參數(shù)

如上圖所示，Pt1測(cè)試值為進(jìn)風(fēng)口全壓，Pt2為出風(fēng)口全壓，則風(fēng)機(jī)全壓Pt=Pt2-Pt1。Ps1為進(jìn)風(fēng)口靜壓，Ps2為出風(fēng)口靜壓，則風(fēng)機(jī)靜壓為Ps=Ps2-Ps1。

風(fēng)機(jī)動(dòng)壓一般為Pd=0.5ρv2，所以一般測(cè)量出風(fēng)速v，則動(dòng)壓可得。

風(fēng)量的得出也是通過(guò)計(jì)算得出Q=A*v，A為風(fēng)機(jī)出風(fēng)口面積。

風(fēng)機(jī)的噪音也是測(cè)試得出，一般在距離出風(fēng)口1米，下方45°角放置測(cè)試儀，然后得出頻譜圖，最后得出風(fēng)機(jī)的實(shí)際噪音。當(dāng)然風(fēng)機(jī)噪音也可以通過(guò)風(fēng)機(jī)流量、壓力估算得出，這個(gè)會(huì)在后面詳細(xì)講到。風(fēng)機(jī)相似理論相似條件1、幾何相似模型與實(shí)物幾何形狀相同，對(duì)應(yīng)的線形長(zhǎng)度成比例，對(duì)應(yīng)角度相等2、運(yùn)動(dòng)相似模型與實(shí)物各對(duì)應(yīng)點(diǎn)速度方向相同、大小成比例，對(duì)應(yīng)各氣流角度相等，即對(duì)應(yīng)點(diǎn)速度三角形相似3、動(dòng)力相似模型與實(shí)物之間相對(duì)應(yīng)的各種力方向相同、大小成比例一般對(duì)于一個(gè)特定類型的風(fēng)機(jī)，都可以認(rèn)定為相似風(fēng)機(jī)，可以通過(guò)相似計(jì)算得出不同機(jī)號(hào)、不同轉(zhuǎn)速下的風(fēng)機(jī)參數(shù)。風(fēng)機(jī)相似理論相似風(fēng)機(jī)性能參數(shù)換算

假設(shè)某型風(fēng)機(jī)參數(shù)分別為流量Q壓力P功率N轉(zhuǎn)速n效率η

需換算風(fēng)機(jī)參數(shù)流量Qm壓力Pm功率Nm轉(zhuǎn)速nm效率ηm則二者之間的換算關(guān)系如下：軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)基本構(gòu)成及其作用：1、集流器---改善進(jìn)口流場(chǎng)2、導(dǎo)流器---改善進(jìn)口流場(chǎng)3、整流罩---改善進(jìn)口流場(chǎng)4、機(jī)殼---約束流場(chǎng)5、葉輪：葉片、輪轂及其緊固件---能量轉(zhuǎn)換6、導(dǎo)葉---改善出口流場(chǎng)、回收扭速7、擴(kuò)散筒---轉(zhuǎn)換動(dòng)壓為靜壓軸流風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)軸流風(fēng)機(jī)基本安裝方式1、立式安裝2、臥式安裝3、傾斜式安裝軸流風(fēng)機(jī)基本調(diào)節(jié)方式1、變轉(zhuǎn)速2、動(dòng)葉靜態(tài)調(diào)節(jié)3、動(dòng)葉動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)原理及特點(diǎn)氣體沿軸向經(jīng)過(guò)集流器，在葉輪處收到葉輪沖擊而獲得到一定的動(dòng)壓和靜壓，然后流入后導(dǎo)葉，導(dǎo)葉將一部分偏轉(zhuǎn)的氣流動(dòng)能變?yōu)殪o壓能，最后，氣體經(jīng)過(guò)擴(kuò)壓器將一部分軸向氣體動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，然后從擴(kuò)壓器流出，進(jìn)入管道。相比于離心風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)機(jī)體積小，壓力小，風(fēng)量較大，易于安裝。離心風(fēng)機(jī)原理工作介質(zhì)軸向流入葉輪，進(jìn)入葉片流道，轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪迸c風(fēng)機(jī)軸的徑向運(yùn)動(dòng)；在葉片的作用下，介質(zhì)獲得能量提升：靜壓提高、動(dòng)能增加待所升高的能量足以克服阻力，則可輸送介質(zhì)離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)根據(jù)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能的原理,利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體加速,然后減速、改變流向，使動(dòng)能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能（壓力）。離心風(fēng)機(jī)中，氣體從（集流器）軸向進(jìn)入葉輪，氣體流經(jīng)葉輪時(shí)改變成徑向，然后進(jìn)入擴(kuò)壓器（蝸殼）。在蝸殼中，氣體改變了流動(dòng)方向造成減速，這種減速作用將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。壓力增高主要發(fā)生在葉輪中，其次發(fā)生在擴(kuò)壓過(guò)程。離心風(fēng)機(jī)的出口方向

從電機(jī)側(cè)正視風(fēng)機(jī)1、葉輪順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)：右出風(fēng)口水平向左時(shí)為：右0o，角度沿順時(shí)針?lè)较蜃兓?、葉輪逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)：左出風(fēng)口水平向右時(shí)為：左0o，角度沿逆時(shí)針?lè)较蜃兓?/p>

離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口方向示意圖離心風(fēng)機(jī)三種主要的葉輪形式

離心風(fēng)機(jī)的葉輪相比軸流風(fēng)機(jī)的葉輪復(fù)雜的多，工藝上要求較高，根據(jù)葉輪出風(fēng)口端的葉片角度可將風(fēng)機(jī)葉輪分為前向型、徑向型、后向型。離心風(fēng)機(jī)三種主要的葉輪形式離心風(fēng)機(jī)葉片型式—前向葉片出口角度β2＞90°產(chǎn)生風(fēng)壓較高，但是效率較低前向型的葉片容易在葉輪間聚集雜質(zhì)，易結(jié)垢一般用于風(fēng)量一般，但是壓力要求高的區(qū)域。應(yīng)用廣泛葉片一般較窄，葉片數(shù)量多常見的9-19系列、9-26系列離心風(fēng)機(jī)即是這種葉輪離心風(fēng)機(jī)葉片型式—徑向葉片出口角度β2=90°結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單生產(chǎn)成本較低參數(shù)介于前向型和后向型之間，但是效率較低，所以現(xiàn)在應(yīng)用不是十分廣泛，又由于其不易結(jié)垢的特點(diǎn)，只有在礦井等少數(shù)場(chǎng)合使用。離心風(fēng)機(jī)葉片形式—后向葉片出口角度β2＜90°此種葉輪由于其空氣動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)秀，風(fēng)量大，壓力低，但是效率很高，國(guó)內(nèi)一般的后向型葉輪的離心風(fēng)機(jī)其效率能達(dá)