離心通風機
2017年5月28日
2562
通風機是依靠輸入的機械(xiè)能,提高氣體壓(yā)力(lì)並排送氣體(tǐ)的機械,它是一(yī)種從動的流體機械(xiè)。
通風機(jī)廣泛用於工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建築物的通風、排(pái)塵(chén)和冷卻;鍋爐和工業爐窯的通風和引風;空氣調節設備(bèi)和家用電器設備中(zhōng)的冷卻和通風;穀物的烘幹和選送;風洞風源和氣墊(diàn)船的充氣和推進等。
通風機(jī)的工作原(yuán)理與透平壓縮機基本相(xiàng)同,隻是由於氣體流速較(jiào)低(dī),壓力變化不大,一般不需要考慮氣體比容的變化,即把氣體作為不(bú)可壓(yā)縮(suō)流體處理。
通(tōng)風機(jī)已有悠久(jiǔ)的曆史。中國在公元前許多年就已製造出簡單的木製礱穀風車,它的作(zuò)用(yòng)原理與現代離心通風(fēng)機基本相同。1862年,英國的圭貝爾發明離心通風機,其葉輪、機殼為同心圓型,機殼用(yòng)磚製,木製葉輪采用後向直葉片,效率僅為(wéi)40%左右,主要用於礦山通風。1880年(nián),人們設(shè)計出用於礦井排送風的蝸形(xíng)機殼,和後向彎曲葉片的(de)離心通風機,結(jié)構已比較完善了。
1892年法國研製成橫流通風機;1898年,愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅(luó)柯式離(lí)心通風機,並為各國所廣泛采用;19世紀,軸流通風機已應用於(yú)礦(kuàng)井通風和冶金工業的鼓風,但其壓力僅為100~300帕,效(xiào)率僅為15~25%,直到二十世紀40年代以後才得到較快的發展。
1935年,德國首先采用軸流等壓通風機(jī)為鍋爐通風(fēng)和引風;1948年,丹麥製(zhì)成運(yùn)行中動葉可調的軸流通風機;旋軸流通風機、子午加速軸流通風機、斜流通(tōng)風機和(hé)橫流通風機也都獲(huò)得了發展。
按氣體流動的方向,通風機可分為離(lí)心式、軸流式、斜流(liú)式和橫流式等類型。
離心通風機工(gōng)作時(shí),動力機(主要(yào)是電動(dòng)機)驅動(dòng)葉輪在蝸形機(jī)殼內旋轉(zhuǎn),空(kōng)氣經吸氣口從葉輪中心處吸入。由於葉片對氣體的動力作用,氣體壓力和速度(dù)得以提高,並在離心力作用下沿著葉道甩向機殼,從排氣口排出。因氣體在葉輪內的流動主要(yào)是在徑向平麵內,故又稱徑流通風機。
離心通(tōng)風機主要由葉輪和機殼組成(chéng),小型通風機的葉輪(lún)直接裝在電動機上中、大(dà)型通風機通過(guò)聯軸器或皮(pí)帶輪與電動機聯(lián)接。離心通(tōng)風機一般為單側進氣,用單級葉(yè)輪;流量大的可(kě)雙側進氣,用兩個背靠背的(de)葉輪,又稱(chēng)為雙吸式離心通風機。
葉(yè)輪是通風機的主(zhǔ)要部件(jiàn),它的幾何形狀、尺寸、葉片數(shù)目和製造精度對性能有很大影響。葉輪經靜平(píng)衡或動平衡校正才能保證通風機平穩(wěn)地轉動。按葉片出口方向的不同,葉輪分為前向(xiàng)、徑向和後向(xiàng)三種型式。前向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向傾(qīng)斜;徑向葉輪的葉片頂部是向徑向的,又(yòu)分(fèn)直葉片式和曲線型葉片;後向葉輪的葉片頂(dǐng)部向葉輪旋轉的反向傾斜。
前向葉輪產生的壓力最大,在流量和轉數一定時(shí),所需葉輪直徑最(zuì)小,但效率一般(bān)較低;後向葉輪相反,所產(chǎn)生的壓力最小,所需葉輪直徑最大,而效率一般較高;徑向葉輪介於兩者之間。葉片的型線以直葉片最(zuì)簡單,機翼型葉片最複雜。
為了使葉片表麵有合適的速度分(fèn)布,一般采用曲線型葉片,如等厚度圓弧葉片。葉輪通常(cháng)都有蓋盤,以(yǐ)增加葉輪的強度和減少葉片與機(jī)殼間的(de)氣體泄(xiè)漏。葉片與蓋盤的聯接采用焊接或鉚(mǎo)接。焊接葉(yè)輪的重量較輕,流道光滑。低、中(zhōng)壓小(xiǎo)型離心通風機的葉(yè)輪也有采用鋁合金鑄造的。
軸流式通風機工作時,動力機(jī)驅動葉輪在(zài)圓筒形機殼內旋轉(zhuǎn),氣體從集流器進入,通過葉輪獲得能量(liàng),提高壓力和速度,然後沿軸向排出。軸(zhóu)流通風機的布置(zhì)形式有立式、臥式和傾斜式三種,小型的葉輪直徑隻有100毫米左右,大型的可達20米(mǐ)以(yǐ)上。
小型低壓軸流通(tōng)風機由葉輪、機殼和集流器等部件組成,通常安裝(zhuāng)在建築物的牆壁或(huò)天花板上;大型高壓軸流通風機由集流器、葉輪、流線體、機(jī)殼、擴散筒和(hé)傳動部件組(zǔ)成。葉片均勻布(bù)置在輪轂上,數目一(yī)般(bān)為2~24。葉片越多,風壓越高(gāo);葉片(piàn)安(ān)裝角一般為10°~45°,安裝角越大,風量和風壓(yā)越(yuè)大。軸流式通風機的(de)主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。
斜流通風機又稱混流通風機,在這類(lèi)通風機中,氣體以與軸線成某一角度的方向進入葉輪,在葉道中獲得能量,並沿傾斜方向流出。通風機的葉輪和機殼的形狀為圓錐形。這種通(tōng)風機兼有(yǒu)離心式和軸流式的特點,流量範圍(wéi)和效率均介於兩者之間。
橫流通風機是具(jù)有前向多翼葉輪的小型高壓離心通風機(jī)。氣體從轉子外緣的一側進入葉輪,然後穿(chuān)過葉輪內部從另一側(cè)排出,氣體在葉輪內兩次受到葉片的力的作用(yòng)。在相同性能的條(tiáo)件(jiàn)下,它(tā)的尺寸小、轉(zhuǎn)速(sù)低。
與其他類型低速通風(fēng)機相比,橫流通風機具有較高的效率。它的軸向寬度可任意選擇,而不影響氣體的流動狀態(tài),氣體在整個轉子寬度上仍保持(chí)流(liú)動均勻。它的出口截(jié)麵窄而長,適宜於安裝在各種扁平形(xíng)的設備中(zhōng)用來冷卻或通風(fēng)。
通風機的性能參數主要有流量、壓力、功率,效率(lǜ)和轉速。另外,噪聲和振動的大小也是通風機的主(zhǔ)要技術指標。流量也稱(chēng)風量,以單位時間內流經通(tōng)風機的氣體體積表示;壓力也稱風壓,是指氣體在通風機內壓力升高值,有靜壓、動壓和全壓(yā)之分;功(gōng)率是指(zhǐ)通風機的輸入功率,即軸功率。通風機有效功率與軸功率之比稱為(wéi)效率。通風機全壓效率可達90%。
通風機未來的發展(zhǎn)將進一步提(tí)高通風機(jī)的氣動效率、裝置效率和使用效率,以降(jiàng)低電能消耗;用動(dòng)葉可調的軸(zhóu)流通風(fēng)機代替大型離心通風機;降低(dī)通風機噪聲;提高排煙、排塵通風機葉輪和機殼的耐磨性;實現(xiàn)變轉速調節和自動化(huà)調節。
風機的定義
風機是一種裝有一個(gè)或多個葉片的通過軸旋轉推動氣流的(de)機(jī)械。葉片將施加於軸上旋(xuán)轉的機械能,轉變為推動氣體流動的壓力(lì),從而實現氣體(tǐ)的流(liú)動。
美國(guó)機械(xiè)工程師協會的實(shí)驗標準將風機限定於“氣流從進風口到出風口的過程中(zhōng),氣體密度的增加不超過7%,這大約是在標準(zhǔn)的狀況下增壓7620Pa,其增壓大於7%時則(zé)劃為空(kōng)氣壓縮機。”
用於(yú)供(gòng)熱、通(tōng)風、空調的風機,即使是在高速、高壓係統(tǒng),通常的(de)壓力也不會超(chāo)過2500-3000Pa.
風機主要由三部分組成:葉輪(也稱(chēng)渦輪、風輪、轉子)、驅動部分(電機、傳動件)、殼體(也稱蝸殼、風桶)。
要想準確的預測風機運行情況,設計者應知道
1.風機如何進(jìn)行測試和評估?
2.風管係統對風機的影(yǐng)響。
3.工作的環境情況。
不同種類的風機、甚至不(bú)同廠家(jiā)生(shēng)產的風類型機,其性能(néng)、體積及對係統的影響均不相同。
風機術語(yǔ)
1.流量
風機(jī)的流量是指在單(dān)位時間內流過風機的氣體容積。單位有m3/h 、m3/min 、m3/s 。在國內通風機(jī)習(xí)慣上用m3/h,而鼓風機習慣上用m3/min ,但在通風機的設計和(hé)性能(néng)計算中大多用m3/s。
必須注意的是(shì),通風機的容積流量是特指通風機“進口處(chù)”的容積流量,因為(wéi)通風機在各通流截麵上的(de)壓(yā)力不(bú)同,流過各通流截麵的容(róng)積流量也會隨之不(bú)同。
2.全壓
通風機(jī)的(de)全壓定義為(wéi)通風機出口截麵上(shàng)的總壓與進口(kǒu)截麵上的總壓(yā)之差。
氣流在某一點或某一(yī)截麵上的全壓等於該點或該截麵上的(de)動壓與靜壓之和。
3.動壓
通風機的動壓定義為:通風機(jī)出口截麵上氣體的動能所表征的壓力。或:動(dòng)壓是將氣體從零速度加(jiā)速至某一速度所(suǒ)需的壓力。
動壓與氣流的動能成正比.
動壓隻作用於氣流方向,並且永遠是正值.
Pd=0.5×ρV%*p2%*p%*b
式(shì)中Pd=動壓 Pa
ρ=氣體密度 kg/m%*p3%*p%*b
V=速(sù)度 m/s.
4.靜壓
通風機的靜壓定義為通風機的全壓減去通風(fēng)機的動壓。實際上靜(jìng)壓(yā)是(shì)氣(qì)流中某一點的或充滿氣體(tǐ)的空間某點的絕對壓力與大氣壓力之壓力差,該(gāi)點的壓力高於大(dà)氣(qì)壓力時為正值,低於時則為負值。
靜壓能作用於氣體的各個(gè)方向,與速度(dù)無關,是氣體中的(de)潛能的量度(dù)。
Ps=P%*p%*pt%*b-Pd
式中Ps=靜壓 Pa
Pt=全壓 Pa
Pd=動(dòng)壓(yā) Pa
5.轉速
通風機的轉(zhuǎn)速是指風機葉輪單(dān)位時間內的旋轉速度,一般稱為(wéi)角速度,習慣上用n表示,以每分鍾的旋轉數為單(dān)位(r/min)。
6.軸功率
通風機的(de)軸功率是指風(fēng)機實際需要的(de)功率。它包括(kuò)風機的內功率和軸承及傳動裝置的機械損失。
軸功(gōng)率也被稱為通風機的輸入功(gōng)率,實際上是電機的輸出功率。
7.通風(fēng)機的效率
(1)通風機的全壓(yā)內效率η%*p%*pin%*b
通風(fēng)機的全壓內效率η%*p%*pin%*b等於通風(fēng)機全(quán)壓(yā)有效功率與(yǔ)內部功率的比值。
(2)通風(fēng)機的靜壓內(nèi)效率η%*p%*ps.in%*b
通風機的靜壓內效率η%*p%*ps.in%*b等 於通風機靜壓(yā)有效功率與內部功率(lǜ)的比值。
通風機的全(quán)壓內效率和通風機的靜壓內效率是表征風機氣動性能的重要參數(shù)。
(3)通風機(jī)全(quán)壓效率η%*p%*ptf%*b
通風機(jī)全壓效率η%*p%*ptf%*b等於通風機全(quán)壓有效功率與軸功率(lǜ)的比值。
(4)通風機靜壓效(xiào)率η%*p%*psf%*b
通風機靜壓效率η%*p%*psf%*b等於通風機靜(jìng)壓有效功率與(yǔ)軸功率的(de)比(bǐ)值。
8.封閉(bì)靜壓(BTSP)
通風(fēng)機封閉(bì)靜壓是(shì)指通風機出口完全封閉而無氣體運動時的靜壓。
9.通風機全敞口氣(qì)體流量(WOCMS)
通(tōng)風機全敞口氣(qì)體流量(liàng)亦稱(chēng)作開敞CMS(WOCMS),即風機 全(quán)敞口運行(háng)時的流量。此時風機靜壓為零。
10.應(yīng)用範圍
由風機製造商決定的,在風機運(yùn)行時所獲得滿意效果的風機運(yùn)行流量和壓力範圍(wéi)。
典型的風(fēng)機(jī)應用範圍:
前彎離心風機:30%-80% WOCMS
後彎離心風機:40%-85% WOCMS
徑向離心風(fēng)機:35%-80% WOCMS
風機分類
1.按氣(qì)流運動方向分類
(1)離心通風機
氣流(liú)軸向進入風機葉輪後主(zhǔ)要沿徑向流動的風機。
(2)軸流通風機
氣流軸向進入風機葉輪後近似的在圓柱形表麵上(shàng)沿軸線方向運動的風機。
(3)混流式風機(jī)
在風機的(de)葉輪(lún)中,氣流的方向處(chù)於軸(zhóu)流式風機和離心式風機之間,近似的沿錐(zhuī)麵流動,稱(chēng)混流或斜流式(shì)風機(jī)
2.按壓力分類
在標(biāo)準的狀況下,風機的全壓小於14710Pa者稱為通風機,通風機(jī)根據全(quán)壓可分為:
(1)低壓離心通風機
在標準狀況下,全壓小於或(huò)等於980Pa的風機。
(2)中壓離心通風機
在標準狀況下,全壓等於980-2942Pa的風機(jī)。
(3)高壓離心(xīn)通風機
在標準狀況(kuàng)下,全壓等於2942-14710Pa的風機。
(4)低壓軸流通(tōng)風機
在標準狀況下,全壓小於493Pa的風機。
(5)高(gāo)壓軸流通風機
在標準(zhǔn)狀況下,全壓等於(yú)493-4930Pa的風機。
3.按通風機(jī)用途(tú)分
G 鍋爐通風(fēng)機
Y 鍋爐引風(fēng)機
GY 工業用爐風機
CT 船舶用通風機
KT 空調用通風機(jī)
ZL 轉爐鼓風機
…… ……
4.離心通風(fēng)機
離心通(tōng)風(fēng)機大致可分為三類(lèi):
前(qián)彎葉片離心(xīn)風機
後彎葉(yè)片離心風機
徑向葉片(piàn)離(lí)心風機
(1)前彎葉片離心風(fēng)機(jī)
前彎葉片離心(xīn)風機運行速度相對較低,通常適用於大風量、低靜壓的工況。
典型的流量(liàng)範圍為30%-80% WOCMS(全敞口流量),最高(gāo)的靜壓效率為60%-68%,通常發生於靜(jìng)壓最大值的(de)稍右(yòu)側。功率曲線具(jù)有增加的傾向,是“易過載型”風機。
前彎葉片風機(jī)的優點是造價低(dī)、轉速低,可選用(yòng)較細的軸(zhóu)和較小的軸承,且具有較(jiào)寬的操作範(fàn)圍。缺點是性能曲線形(xíng)狀可能與管網阻力曲線平行,且係統靜壓(yā)降低可能導致電機過載。另外,葉片(piàn)結構強度較低,不能(néng)運行於較高的轉速(sù)。
(2)後傾葉片離心風機
後傾葉片風機運行的速度矢量約為前彎風機的2倍。通常應(yīng)用的流量(liàng)合理範圍是40%-85% WOCMS,最高的靜壓效率約80%左右。
對於一個給定的(de)工況,一般說來,較大的風機具有較高的效率。後傾葉片風(fēng)機的波動性要大於前彎葉片風機。
後傾葉片(piàn)風機的優點是效率高(gāo)且(qiě)功率曲線無過載。其功(gōng)率曲線(xiàn)通常在常用範圍的中部達(dá)到最大值,這樣一(yī)般不會超載。葉片及葉輪的自身結構強度(dù)較高,可使用於較高的靜壓係(xì)統(tǒng)。
後傾葉片(piàn)風機的缺點是由於葉輪運行速度較高(gāo),所以需要較粗的(de)軸及較大的軸承且對平衡的要求較高,另外靜壓的波動容易引起工況的變化。後(hòu)傾葉片風(fēng)機(jī)的(de)改進是用機翼型截麵(miàn)的葉片代替等截麵的(de)葉片,這(zhè)個改進使風機的靜壓效率提高到86%左右,也使風機的噪(zào)聲相(xiàng)應的得到(dào)降(jiàng)低,設計良好的機翼型葉片風機(jī)比噪聲可達到甚至低於前傾葉片風機。
後傾(qīng)機(jī)翼型葉片風機的優越性正越來越受到風機使用單位特別是空調(diào)器末端生產廠家的重視,在一些要求高效率、低噪聲的場所日益得到推廣。
(3)徑向葉片離(lí)心(xīn)風機
徑向葉片風機是介於前彎和後傾葉片之間的風機,其強度和耐磨(mó)性較好,葉片出口角度為90°。在我國除一些要求(qiú)耐磨和耐腐(fǔ)蝕的場合已不(bú)常用。
5.三種(zhǒng)葉(yè)片離心風機比較
壓(yā)力
當三種葉片葉輪的尺寸、轉速和流量相同時,前彎葉片獲得的壓力最大,後傾(qīng)葉片最小,徑向葉片居(jū)中。
徑向尺(chǐ)寸(葉輪外徑)
當三種葉片葉輪的流量、轉速相同,而(ér)要求全壓也相同時,前彎葉片葉輪的徑向尺寸最小,後傾葉片的尺寸最大,徑向葉片居中。
效率
前彎葉片葉輪風機(jī)的效率最低,後傾葉片葉輪最(zuì)高,而(ér)徑向葉片居中。
耐磨性(xìng)
前彎葉片葉輪風機的耐磨性差,徑向葉片葉輪風機耐磨性(xìng)較(jiào)好,後傾葉片中等。
定載性
前彎葉片葉輪的風機容易超載,定載性差(chà),後(hòu)傾葉片葉輪風機(jī)不(bú)易超載(zǎi),徑向葉片葉輪風機居中(zhōng)。
噪聲
前彎葉片葉輪風機的噪聲較低,後傾葉片葉輪風機(jī)的噪聲一(yī)般,徑向葉片葉輪風(fēng)機(jī)的(de)噪聲大。
葉輪速度(dù)
前彎葉片葉輪的風機轉速一般(bān)較低,後傾的轉速高,而(ér)徑向居中。
應用範圍(流量)
前(qián)彎葉片葉輪風機應用(yòng)範(fàn)圍小,後傾葉片葉輪風機應(yīng)用範圍大,徑向居(jū)中。
6.軸流(liú)通風機(jī)
軸流通風機根據葉片的形狀可以分(fèn)為以下幾類:
方形葉片軸流(liú)風機
翼形葉片(piàn)軸流風機
鐮刀形葉片軸流風(fēng)機
槳形葉片軸流風機(jī)
軸流(liú)風機的效率、噪聲、流量、全壓等指標(biāo)參數與葉片形狀的關係不像離心風機哪樣明顯,現(xiàn)代的風機設計更多的綜合了各種葉片的(de)優點於一(yī)體,因而各種性能都有了較大的提高。一(yī)般認為,翼型葉片軸流風機具有較低的噪聲(shēng),鐮刀形葉片軸流風機具有更高的效(xiào)率(lǜ),方形(xíng)葉片風機介於二者之間。軸流風機的性能曲線變化較大,壓力隨流量的增加(jiā)會迅速較低
通風機(jī)廣泛用於工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建築物的通風、排(pái)塵(chén)和冷卻;鍋爐和工業爐窯的通風和引風;空氣調節設備(bèi)和家用電器設備中(zhōng)的冷卻和通風;穀物的烘幹和選送;風洞風源和氣墊(diàn)船的充氣和推進等。
通風機(jī)的工作原(yuán)理與透平壓縮機基本相(xiàng)同,隻是由於氣體流速較(jiào)低(dī),壓力變化不大,一般不需要考慮氣體比容的變化,即把氣體作為不(bú)可壓(yā)縮(suō)流體處理。
通(tōng)風機(jī)已有悠久(jiǔ)的曆史。中國在公元前許多年就已製造出簡單的木製礱穀風車,它的作(zuò)用(yòng)原理與現代離心通風(fēng)機基本相同。1862年,英國的圭貝爾發明離心通風機,其葉輪、機殼為同心圓型,機殼用(yòng)磚製,木製葉輪采用後向直葉片,效率僅為(wéi)40%左右,主要用於礦山通風。1880年(nián),人們設(shè)計出用於礦井排送風的蝸形(xíng)機殼,和後向彎曲葉片的(de)離心通風機,結(jié)構已比較完善了。
1892年法國研製成橫流通風機;1898年,愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅(luó)柯式離(lí)心通風機,並為各國所廣泛采用;19世紀,軸流通風機已應用於(yú)礦(kuàng)井通風和冶金工業的鼓風,但其壓力僅為100~300帕,效(xiào)率僅為15~25%,直到二十世紀40年代以後才得到較快的發展。
1935年,德國首先采用軸流等壓通風機(jī)為鍋爐通風(fēng)和引風;1948年,丹麥製(zhì)成運(yùn)行中動葉可調的軸流通風機;旋軸流通風機、子午加速軸流通風機、斜流通(tōng)風機和(hé)橫流通風機也都獲(huò)得了發展。
按氣體流動的方向,通風機可分為離(lí)心式、軸流式、斜流(liú)式和橫流式等類型。
離心通風機工(gōng)作時(shí),動力機(主要(yào)是電動(dòng)機)驅動(dòng)葉輪在蝸形機(jī)殼內旋轉(zhuǎn),空(kōng)氣經吸氣口從葉輪中心處吸入。由於葉片對氣體的動力作用,氣體壓力和速度(dù)得以提高,並在離心力作用下沿著葉道甩向機殼,從排氣口排出。因氣體在葉輪內的流動主要(yào)是在徑向平麵內,故又稱徑流通風機。
離心通(tōng)風機主要由葉輪和機殼組成(chéng),小型通風機的葉輪(lún)直接裝在電動機上中、大(dà)型通風機通過(guò)聯軸器或皮(pí)帶輪與電動機聯(lián)接。離心通(tōng)風機一般為單側進氣,用單級葉(yè)輪;流量大的可(kě)雙側進氣,用兩個背靠背的(de)葉輪,又稱(chēng)為雙吸式離心通風機。
葉(yè)輪是通風機的主(zhǔ)要部件(jiàn),它的幾何形狀、尺寸、葉片數(shù)目和製造精度對性能有很大影響。葉輪經靜平(píng)衡或動平衡校正才能保證通風機平穩(wěn)地轉動。按葉片出口方向的不同,葉輪分為前向(xiàng)、徑向和後向(xiàng)三種型式。前向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向傾(qīng)斜;徑向葉輪的葉片頂部是向徑向的,又(yòu)分(fèn)直葉片式和曲線型葉片;後向葉輪的葉片頂(dǐng)部向葉輪旋轉的反向傾斜。
前向葉輪產生的壓力最大,在流量和轉數一定時(shí),所需葉輪直徑最(zuì)小,但效率一般(bān)較低;後向葉輪相反,所產(chǎn)生的壓力最小,所需葉輪直徑最大,而效率一般較高;徑向葉輪介於兩者之間。葉片的型線以直葉片最(zuì)簡單,機翼型葉片最複雜。
為了使葉片表麵有合適的速度分(fèn)布,一般采用曲線型葉片,如等厚度圓弧葉片。葉輪通常(cháng)都有蓋盤,以(yǐ)增加葉輪的強度和減少葉片與機(jī)殼間的(de)氣體泄(xiè)漏。葉片與蓋盤的聯接采用焊接或鉚(mǎo)接。焊接葉(yè)輪的重量較輕,流道光滑。低、中(zhōng)壓小(xiǎo)型離心通風機的葉(yè)輪也有采用鋁合金鑄造的。
軸流式通風機工作時,動力機(jī)驅動葉輪在(zài)圓筒形機殼內旋轉(zhuǎn),氣體從集流器進入,通過葉輪獲得能量(liàng),提高壓力和速度,然後沿軸向排出。軸(zhóu)流通風機的布置(zhì)形式有立式、臥式和傾斜式三種,小型的葉輪直徑隻有100毫米左右,大型的可達20米(mǐ)以(yǐ)上。
小型低壓軸流通(tōng)風機由葉輪、機殼和集流器等部件組成,通常安裝(zhuāng)在建築物的牆壁或(huò)天花板上;大型高壓軸流通風機由集流器、葉輪、流線體、機(jī)殼、擴散筒和(hé)傳動部件組(zǔ)成。葉片均勻布(bù)置在輪轂上,數目一(yī)般(bān)為2~24。葉片越多,風壓越高(gāo);葉片(piàn)安(ān)裝角一般為10°~45°,安裝角越大,風量和風壓(yā)越(yuè)大。軸流式通風機的(de)主要零件大都用鋼板焊接或鉚接而成。
斜流通風機又稱混流通風機,在這類(lèi)通風機中,氣體以與軸線成某一角度的方向進入葉輪,在葉道中獲得能量,並沿傾斜方向流出。通風機的葉輪和機殼的形狀為圓錐形。這種通(tōng)風機兼有(yǒu)離心式和軸流式的特點,流量範圍(wéi)和效率均介於兩者之間。
橫流通風機是具(jù)有前向多翼葉輪的小型高壓離心通風機(jī)。氣體從轉子外緣的一側進入葉輪,然後穿(chuān)過葉輪內部從另一側(cè)排出,氣體在葉輪內兩次受到葉片的力的作用(yòng)。在相同性能的條(tiáo)件(jiàn)下,它(tā)的尺寸小、轉(zhuǎn)速(sù)低。
與其他類型低速通風(fēng)機相比,橫流通風機具有較高的效率。它的軸向寬度可任意選擇,而不影響氣體的流動狀態(tài),氣體在整個轉子寬度上仍保持(chí)流(liú)動均勻。它的出口截(jié)麵窄而長,適宜於安裝在各種扁平形(xíng)的設備中(zhōng)用來冷卻或通風(fēng)。
通風機的性能參數主要有流量、壓力、功率,效率(lǜ)和轉速。另外,噪聲和振動的大小也是通風機的主(zhǔ)要技術指標。流量也稱(chēng)風量,以單位時間內流經通(tōng)風機的氣體體積表示;壓力也稱風壓,是指氣體在通風機內壓力升高值,有靜壓、動壓和全壓(yā)之分;功(gōng)率是指(zhǐ)通風機的輸入功率,即軸功率。通風機有效功率與軸功率之比稱為(wéi)效率。通風機全壓效率可達90%。
通風機未來的發展(zhǎn)將進一步提(tí)高通風機(jī)的氣動效率、裝置效率和使用效率,以降(jiàng)低電能消耗;用動(dòng)葉可調的軸(zhóu)流通風(fēng)機代替大型離心通風機;降低(dī)通風機噪聲;提高排煙、排塵通風機葉輪和機殼的耐磨性;實現(xiàn)變轉速調節和自動化(huà)調節。
風機的定義
風機是一種裝有一個(gè)或多個葉片的通過軸旋轉推動氣流的(de)機(jī)械。葉片將施加於軸上旋(xuán)轉的機械能,轉變為推動氣體流動的壓力(lì),從而實現氣體(tǐ)的流(liú)動。
美國(guó)機械(xiè)工程師協會的實(shí)驗標準將風機限定於“氣流從進風口到出風口的過程中(zhōng),氣體密度的增加不超過7%,這大約是在標準(zhǔn)的狀況下增壓7620Pa,其增壓大於7%時則(zé)劃為空(kōng)氣壓縮機。”
用於(yú)供(gòng)熱、通(tōng)風、空調的風機,即使是在高速、高壓係統(tǒng),通常的(de)壓力也不會超(chāo)過2500-3000Pa.
風機主要由三部分組成:葉輪(也稱(chēng)渦輪、風輪、轉子)、驅動部分(電機、傳動件)、殼體(也稱蝸殼、風桶)。
要想準確的預測風機運行情況,設計者應知道
1.風機如何進(jìn)行測試和評估?
2.風管係統對風機的影(yǐng)響。
3.工作的環境情況。
不同種類的風機、甚至不(bú)同廠家(jiā)生(shēng)產的風類型機,其性能(néng)、體積及對係統的影響均不相同。
風機術語(yǔ)
1.流量
風機(jī)的流量是指在單(dān)位時間內流過風機的氣體容積。單位有m3/h 、m3/min 、m3/s 。在國內通風機(jī)習(xí)慣上用m3/h,而鼓風機習慣上用m3/min ,但在通風機的設計和(hé)性能(néng)計算中大多用m3/s。
必須注意的是(shì),通風機的容積流量是特指通風機“進口處(chù)”的容積流量,因為(wéi)通風機在各通流截麵上的(de)壓(yā)力不(bú)同,流過各通流截麵的容(róng)積流量也會隨之不(bú)同。
2.全壓
通風機(jī)的(de)全壓定義為(wéi)通風機出口截麵上(shàng)的總壓與進口(kǒu)截麵上的總壓(yā)之差。
氣流在某一點或某一(yī)截麵上的全壓等於該點或該截麵上的(de)動壓與靜壓之和。
3.動壓
通風機的動壓定義為:通風機(jī)出口截麵上氣體的動能所表征的壓力。或:動(dòng)壓是將氣體從零速度加(jiā)速至某一速度所(suǒ)需的壓力。
動壓與氣流的動能成正比.
動壓隻作用於氣流方向,並且永遠是正值.
Pd=0.5×ρV%*p2%*p%*b
式(shì)中Pd=動壓 Pa
ρ=氣體密度 kg/m%*p3%*p%*b
V=速(sù)度 m/s.
4.靜壓
通風機的靜壓定義為通風機的全壓減去通風(fēng)機的動壓。實際上靜(jìng)壓(yā)是(shì)氣(qì)流中某一點的或充滿氣體(tǐ)的空間某點的絕對壓力與大氣壓力之壓力差,該(gāi)點的壓力高於大(dà)氣(qì)壓力時為正值,低於時則為負值。
靜壓能作用於氣體的各個(gè)方向,與速度(dù)無關,是氣體中的(de)潛能的量度(dù)。
Ps=P%*p%*pt%*b-Pd
式中Ps=靜壓 Pa
Pt=全壓 Pa
Pd=動(dòng)壓(yā) Pa
5.轉速
通風機的轉(zhuǎn)速是指風機葉輪單(dān)位時間內的旋轉速度,一般稱為(wéi)角速度,習慣上用n表示,以每分鍾的旋轉數為單(dān)位(r/min)。
6.軸功率
通風機的(de)軸功率是指風(fēng)機實際需要的(de)功率。它包括(kuò)風機的內功率和軸承及傳動裝置的機械損失。
軸功(gōng)率也被稱為通風機的輸入功(gōng)率,實際上是電機的輸出功率。
7.通風(fēng)機的效率
(1)通風機的全壓(yā)內效率η%*p%*pin%*b
通風(fēng)機的全壓內效率η%*p%*pin%*b等於通風(fēng)機全(quán)壓(yā)有效功率與(yǔ)內部功率的比值。
(2)通風(fēng)機的靜壓內(nèi)效率η%*p%*ps.in%*b
通風機的靜壓內效率η%*p%*ps.in%*b等 於通風機靜壓(yā)有效功率與內部功率(lǜ)的比值。
通風機的全(quán)壓內效率和通風機的靜壓內效率是表征風機氣動性能的重要參數(shù)。
(3)通風機(jī)全(quán)壓效率η%*p%*ptf%*b
通風機(jī)全壓效率η%*p%*ptf%*b等於通風機全(quán)壓有效功率與軸功率(lǜ)的比值。
(4)通風機靜壓效(xiào)率η%*p%*psf%*b
通風機靜壓效率η%*p%*psf%*b等於通風機靜(jìng)壓有效功率與(yǔ)軸功率的(de)比(bǐ)值。
8.封閉(bì)靜壓(BTSP)
通風(fēng)機封閉(bì)靜壓是(shì)指通風機出口完全封閉而無氣體運動時的靜壓。
9.通風機全敞口氣(qì)體流量(WOCMS)
通(tōng)風機全敞口氣(qì)體流量(liàng)亦稱(chēng)作開敞CMS(WOCMS),即風機 全(quán)敞口運行(háng)時的流量。此時風機靜壓為零。
10.應(yīng)用範圍
由風機製造商決定的,在風機運(yùn)行時所獲得滿意效果的風機運(yùn)行流量和壓力範圍(wéi)。
典型的風(fēng)機(jī)應用範圍:
前彎離心風機:30%-80% WOCMS
後彎離心風機:40%-85% WOCMS
徑向離心風(fēng)機:35%-80% WOCMS
風機分類
1.按氣(qì)流運動方向分類
(1)離心通風機
氣流(liú)軸向進入風機葉輪後主(zhǔ)要沿徑向流動的風機。
(2)軸流通風機
氣流軸向進入風機葉輪後近似的在圓柱形表麵上(shàng)沿軸線方向運動的風機。
(3)混流式風機(jī)
在風機的(de)葉輪(lún)中,氣流的方向處(chù)於軸(zhóu)流式風機和離心式風機之間,近似的沿錐(zhuī)麵流動,稱(chēng)混流或斜流式(shì)風機(jī)
2.按壓力分類
在標(biāo)準的狀況下,風機的全壓小於14710Pa者稱為通風機,通風機(jī)根據全(quán)壓可分為:
(1)低壓離心通風機
在標準狀況下,全壓小於或(huò)等於980Pa的風機。
(2)中壓離心通風機
在標準狀況下,全壓等於980-2942Pa的風機(jī)。
(3)高壓離心(xīn)通風機
在標準狀況(kuàng)下,全壓等於2942-14710Pa的風機。
(4)低壓軸流通(tōng)風機
在標準狀況下,全壓小於493Pa的風機。
(5)高(gāo)壓軸流通風機
在標準(zhǔn)狀況下,全壓等於(yú)493-4930Pa的風機。
3.按通風機(jī)用途(tú)分
G 鍋爐通風(fēng)機
Y 鍋爐引風(fēng)機
GY 工業用爐風機
CT 船舶用通風機
KT 空調用通風機(jī)
ZL 轉爐鼓風機
…… ……
4.離心通風(fēng)機
離心通(tōng)風(fēng)機大致可分為三類(lèi):
前(qián)彎葉片離心(xīn)風機
後彎葉(yè)片離心風機
徑向葉片(piàn)離(lí)心風機
(1)前彎葉片離心風(fēng)機(jī)
前彎葉片離心(xīn)風機運行速度相對較低,通常適用於大風量、低靜壓的工況。
典型的流量(liàng)範圍為30%-80% WOCMS(全敞口流量),最高(gāo)的靜壓效率為60%-68%,通常發生於靜(jìng)壓最大值的(de)稍右(yòu)側。功率曲線具(jù)有增加的傾向,是“易過載型”風機。
前彎葉片風機(jī)的優點是造價低(dī)、轉速低,可選用(yòng)較細的軸(zhóu)和較小的軸承,且具有較(jiào)寬的操作範(fàn)圍。缺點是性能曲線形(xíng)狀可能與管網阻力曲線平行,且係統靜壓(yā)降低可能導致電機過載。另外,葉片(piàn)結構強度較低,不能(néng)運行於較高的轉速(sù)。
(2)後傾葉片離心風機
後傾葉片風機運行的速度矢量約為前彎風機的2倍。通常應(yīng)用的流量(liàng)合理範圍是40%-85% WOCMS,最高的靜壓效率約80%左右。
對於一個給定的(de)工況,一般說來,較大的風機具有較高的效率。後傾葉片風(fēng)機的波動性要大於前彎葉片風機。
後傾葉片(piàn)風機的優點是效率高(gāo)且(qiě)功率曲線無過載。其功(gōng)率曲線(xiàn)通常在常用範圍的中部達(dá)到最大值,這樣一(yī)般不會超載。葉片及葉輪的自身結構強度(dù)較高,可使用於較高的靜壓係(xì)統(tǒng)。
後傾葉片(piàn)風機的缺點是由於葉輪運行速度較高(gāo),所以需要較粗的(de)軸及較大的軸承且對平衡的要求較高,另外靜壓的波動容易引起工況的變化。後(hòu)傾葉片風(fēng)機(jī)的(de)改進是用機翼型截麵(miàn)的葉片代替等截麵的(de)葉片,這(zhè)個改進使風機的靜壓效率提高到86%左右,也使風機的噪(zào)聲相(xiàng)應的得到(dào)降(jiàng)低,設計良好的機翼型葉片風機(jī)比噪聲可達到甚至低於前傾葉片風機。
後傾(qīng)機(jī)翼型葉片風機的優越性正越來越受到風機使用單位特別是空調(diào)器末端生產廠家的重視,在一些要求高效率、低噪聲的場所日益得到推廣。
(3)徑向葉片離(lí)心(xīn)風機
徑向葉片風機是介於前彎和後傾葉片之間的風機,其強度和耐磨(mó)性較好,葉片出口角度為90°。在我國除一些要求(qiú)耐磨和耐腐(fǔ)蝕的場合已不(bú)常用。
5.三種(zhǒng)葉(yè)片離心風機比較
壓(yā)力
當三種葉片葉輪的尺寸、轉速和流量相同時,前彎葉片獲得的壓力最大,後傾(qīng)葉片最小,徑向葉片居(jū)中。
徑向尺(chǐ)寸(葉輪外徑)
當三種葉片葉輪的流量、轉速相同,而(ér)要求全壓也相同時,前彎葉片葉輪的徑向尺寸最小,後傾葉片的尺寸最大,徑向葉片居中。
效率
前彎葉片葉輪風機(jī)的效率最低,後傾葉片葉輪最(zuì)高,而(ér)徑向葉片居中。
耐磨性(xìng)
前彎葉片葉輪風機的耐磨性差,徑向葉片葉輪風機耐磨性(xìng)較(jiào)好,後傾葉片中等。
定載性
前彎葉片葉輪的風機容易超載,定載性差(chà),後(hòu)傾葉片葉輪風機(jī)不(bú)易超載(zǎi),徑向葉片葉輪風機居中(zhōng)。
噪聲
前彎葉片葉輪風機的噪聲較低,後傾葉片葉輪風機(jī)的噪聲一(yī)般,徑向葉片葉輪風(fēng)機(jī)的(de)噪聲大。
葉輪速度(dù)
前彎葉片葉輪的風機轉速一般(bān)較低,後傾的轉速高,而(ér)徑向居中。
應用範圍(流量)
前(qián)彎葉片葉輪風機應用(yòng)範(fàn)圍小,後傾葉片葉輪風機應(yīng)用範圍大,徑向居(jū)中。
6.軸流(liú)通風機(jī)
軸流通風機根據葉片的形狀可以分(fèn)為以下幾類:
方形葉片軸流(liú)風機
翼形葉片(piàn)軸流風機
鐮刀形葉片軸流風(fēng)機
槳形葉片軸流風機(jī)
軸流(liú)風機的效率、噪聲、流量、全壓等指標(biāo)參數與葉片形狀的關係不像離心風機哪樣明顯,現(xiàn)代的風機設計更多的綜合了各種葉片的(de)優點於一(yī)體,因而各種性能都有了較大的提高。一(yī)般認為,翼型葉片軸流風機具有較低的噪聲(shēng),鐮刀形葉片軸流風機具有更高的效(xiào)率(lǜ),方形(xíng)葉片風機介於二者之間。軸流風機的性能曲線變化較大,壓力隨流量的增加(jiā)會迅速較低
- 上一條風機的噪(zào)音公式
- 下一條風機振動的原因有哪(nǎ)些?
