风机基础知识22139

通用机械设备－风机
通用机械设备－风机
一、通风机的工作原理和理论方程
（一）通风机的工作原理
通风机的工作原理和离心水泵工作原理相同，也是依 靠叶轮的旋转运动，使气体获得能量，从而提高了压强 和速度，达到输送气体的目的。
通用机械设备－风机
叶轮装在一个螺旋形的 外壳内,当叶轮旋转时，流 体轴向流入，然后转90°进 入叶轮流道并径向流出。叶 轮连续转动，在Βιβλιοθήκη Baidu轮入口处 不断形成真空，从而使流体 连续不断地被吸入和排出。
通用机械设备－风机
通用机械设备－风机
一、通风机的类型
1、按风机所产生的全压高低分类：
通风机 小于 15 kPa
风 机
鼓风机 处于 15~340 kPa
压气机 大于 340 kPa
通用机械设备－风机
2、按风机的工作原理分类：
风机
叶片式 容积式
离心式 轴流式 混流式
往复式 回转式
叶氏风机 罗茨风机 罗杆风机
通用机械设备－风机
（二）通风机的理论方程
离心风机的理论方程也是以速度三角形为基础由动量 矩定理推导出来的。又因通风机是单级的，对气体压缩性 不大，可以认为进、出口气体密度相同，这样就和离心水 泵的理论方程完全相同。因此离心通风机也具有离心水泵 的理论特性。轴流风机也符合离心通风机理论方程，并遵 循机翼理论，它的设计和制造的主要依据是机翼理论。
通用机械设备－风机
通用机械设备－风机
离心式通风机的叶轮，根据叶片出口安装角的不同，可分为如上图所 示的前弯、径向和后弯三种。
在叶轮圆周速度相同的情况下，叶片出口安装角越大，则产生的压 力越高。所以两台同样大小和同样转速的离心式通风机，前弯叶轮的压 力比后弯叶轮的压力要高。但一般后弯叶轮的流动效率比前弯叶轮要好。 所以，在一般情况下，使用后弯叶轮的通风机，耗电量比前弯叶轮通风 机要小。
圆锥形：好于圆筒形，但它太短，效果不佳。 弧 形：好于前两种（实际使用较为广泛）。 锥弧形：最佳，高效风机基本上都采用此种集流器。
通用机械设备－风机
集流器与叶轮的配合，以套口间隙形式为好。而对 口间隙形式一般较少采用。
集流器
扩压环
通用机械设备－风机
2、叶轮：
叶轮是通风机的 主要部件，它的尺寸 和几何形状对通风机 的性能有着重大的影 响。离心式通风机的 叶轮由前盘、后盘、 叶片和轮毂组成。
同时从三种叶轮通风机的性能曲线可以看出，当流量超过某一数值 后，后弯叶轮通风机的轴功率具有下降的趋势，表明它具有不超过负荷 的特性；而径向叶轮与前弯叶轮的通风机，轴功率随流量的增加而增大， 表明容易出现超负荷的情况。如果在通风除尘系统工作情况不正常时， 后弯叶轮通风机由于不超过负荷的特性，因而不会烧坏电动机，而其它 两类通风机，就会出现超负荷以致烧坏电动机的事故。
通用机械设备－风机
二、通风机的基本结构
通用机械设备－风机
1、集流器：
集流器也称喇叭口，是通风机的入口。它的作用是在 损失较小的情况下，将气体均匀地导入叶轮。目前常用的 集流器有如下图所示的几种类型：圆筒形、圆锥形、圆弧 形、锥筒形及锥弧形（双曲线形）。
通用机械设备－风机
圆筒形：叶轮进口处会形成涡流区，直接从大气进气时效 果更差。
相似设计的原理是根据两个相似的通风机，其比转数ns必然相 等的原理来进行设计新的风机。若已给定新风机的设计参数，如流 量Q，全压P，密度ρ，及转速n等，首先计算出比转数ns的大小，然 后在已有的经过试验或长期运行性能良好的通风机中，选择出一个 比转数ns相同或相近的通风机作为模型机，再将模型机按比例放大 或缩小得到新设计风机的几何尺寸。
2、三种叶片形式的性能比较
（1）前弯叶片：风压最大，叶片最小，效率最差，适应于风压要求高，而转速 （n）和叶轮直径（D）受到一定限制的工况；
（2）后弯叶片：效率最高，叶片最大，风压最低，适应于大功率的风机； （3）径向叶片：风压、叶片、效率在三者中均居中，但叶片加工制造简单，不
易积垢和磨损，所以一般中、低压风机多采用径向叶片。
——轴流式通风机 ns = 110～500
通用机械设备－风机
2、按比转数ns选取满足工况需要的风机：
通风机是按比转数命名和确立型号的。如4—72型通风 机，该风机型号中的4表示压力系数，72表示该风机的比转数 ns。因此可根据工况要求先算出比转数ns，就可以查到满足 工况需要的风机。
3、比转数用于新风机的相似设计：
通用机械设备－风机
风机
通用机械设备－风机
风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是 把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。而风机 是对气体压缩和气体输送机械的习惯性简称。
风机按产生的风压一般分为三大类，即通风机、鼓 风机和空压机。核电站用的最多的是通风机，它为核电 站各厂房、各不同工作区域的通风、空调系统提供空气 输送动力。
通用机械设备－风机
二、风机的相似换算（相似定律）
1)压力换算公式 2)流量换算公式 3)功率换算公式
P ( D )2( n )2 PM M DM nM
Q ( D )3 n QM DM nM
N ( D )5( n )3 NM M DM nM
通用机械设备－风机
三、风机的比转数ns
（一）比转数
轮毂
后盘 叶片 前盘
通用机械设备－风机
叶片与前盘 的联接采用焊接。 焊接叶轮的重量 较轻，流道光滑。 后盘与轮毂采用 铆接连接。
通用机械设备－风机
叶轮的结构形式
(a) 平前盘叶轮；(b) 锥形前盘叶轮；(c) 弧形前盘叶轮；(d) 双吸叶轮
叶轮前盘的形式有如图所示的平前盘、圆锥前盘和圆弧前盘等几种。
表征风机最佳工况的特性参数——比转速（nS）。
nQ ns 55.4 3
P4
通用机械设备－风机
（二）比转数的应用
1、用比转数ns对风机进行分类:
——离心式通风机 ns = 11～90
①高压离心风机 ns = 11～30 ②中压离心风机 ns = 30～60 ③低压离心风机 ns = 60～90
——混流式通风机 ns = 90～110
PT (u2c2u u1c1u )
通用机械设备－风机
（三）通风机的叶片
1、叶片形式
根据通风机理论方程 和叶轮速度三角形原理， 通风机的叶片也有三种 形式，即：
当叶片安装角β2＞ 90°时为前弯叶片，
当叶片安装角β2＜ 90°时为后弯叶片，
当叶片安装角β2＝ 90°时为径向叶片。
通用机械设备－风机