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文檔簡介

風(fēng)機,風(fēng)機按產(chǎn)生的風(fēng)壓一般分為三大類,即通風(fēng)機、鼓風(fēng)機和空壓機。核電站用的最多的是通風(fēng)機,它為核電站各廠房、各不同工作區(qū)域的通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)提供空氣輸送動力。,風(fēng)機是用于輸送氣體的機械,從能量觀點看,它是把原動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機械。而風(fēng)機是對氣體壓縮和氣體輸送機械的習(xí)慣性簡稱。,通風(fēng)機的基本理論,一、通風(fēng)機的工作原理和理論方程,通風(fēng)機的工作原理和離心水泵工作原理相同,也是依靠葉輪的旋轉(zhuǎn)運動,使氣體獲得能量,從而提高了壓強和速度,達到輸送氣體的目的。,(一)通風(fēng)機的工作原理,葉輪裝在一個螺旋形的外殼內(nèi),當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時,流體軸向流入,然后轉(zhuǎn)90進入葉輪流道并徑向流出。葉輪連續(xù)轉(zhuǎn)動,在葉輪入口處不斷形成真空,從而使流體連續(xù)不斷地被吸入和排出。,(二)通風(fēng)機的理論方程,離心風(fēng)機的理論方程也是以速度三角形為基礎(chǔ)由動量矩定理推導(dǎo)出來的。又因通風(fēng)機是單級的,對氣體壓縮性不大,可以認為進、出口氣體密度相同,這樣就和離心水泵的理論方程完全相同。因此離心通風(fēng)機也具有離心水泵的理論特性。軸流風(fēng)機也符合離心通風(fēng)機理論方程,并遵循機翼理論,它的設(shè)計和制造的主要依據(jù)是機翼理論。,(三)通風(fēng)機的葉片,1、葉片形式根據(jù)通風(fēng)機理論方程和葉輪速度三角形原理,通風(fēng)機的葉片也有三種形式,即:當(dāng)葉片安裝角290時為前彎葉片,當(dāng)葉片安裝角290時為后彎葉片,當(dāng)葉片安裝角290時為徑向葉片。,2、三種葉片形式的性能比較(1)前彎葉片:風(fēng)壓最大,葉片最小,效率最差,適應(yīng)于風(fēng)壓要求高,而轉(zhuǎn)速(n)和葉輪直徑(D)受到一定限制的工況;(2)后彎葉片:效率最高,葉片最大,風(fēng)壓最低,適應(yīng)于大功率的風(fēng)機;(3)徑向葉片:風(fēng)壓、葉片、效率在三者中均居中,但葉片加工制造簡單,不易積垢和磨損,所以一般中、低壓風(fēng)機多采用徑向葉片。,二、風(fēng)機的相似換算(相似定律),1)壓力換算公式2)流量換算公式3)功率換算公式,三、風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)ns,表征風(fēng)機最佳工況的特性參數(shù)比轉(zhuǎn)速(nS)。,(一)比轉(zhuǎn)數(shù),(二)比轉(zhuǎn)數(shù)的應(yīng)用,1、用比轉(zhuǎn)數(shù)ns對風(fēng)機進行分類:離心式通風(fēng)機ns=1190高壓離心風(fēng)機ns=1130中壓離心風(fēng)機ns=3060低壓離心風(fēng)機ns=6090混流式通風(fēng)機ns=90110軸流式通風(fēng)機ns=110500,2、按比轉(zhuǎn)數(shù)ns選取滿足工況需要的風(fēng)機:通風(fēng)機是按比轉(zhuǎn)數(shù)命名和確立型號的。如472型通風(fēng)機,該風(fēng)機型號中的4表示壓力系數(shù),72表示該風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)ns。因此可根據(jù)工況要求先算出比轉(zhuǎn)數(shù)ns,就可以查到滿足工況需要的風(fēng)機。3、比轉(zhuǎn)數(shù)用于新風(fēng)機的相似設(shè)計:相似設(shè)計的原理是根據(jù)兩個相似的通風(fēng)機,其比轉(zhuǎn)數(shù)ns必然相等的原理來進行設(shè)計新的風(fēng)機。若已給定新風(fēng)機的設(shè)計參數(shù),如流量Q,全壓P,密度,及轉(zhuǎn)速n等,首先計算出比轉(zhuǎn)數(shù)ns的大小,然后在已有的經(jīng)過試驗或長期運行性能良好的通風(fēng)機中,選擇出一個比轉(zhuǎn)數(shù)ns相同或相近的通風(fēng)機作為模型機,再將模型機按比例放大或縮小得到新設(shè)計風(fēng)機的幾何尺寸。,通風(fēng)機的類型、結(jié)構(gòu)和型號,一、通風(fēng)機的類型,1、按風(fēng)機所產(chǎn)生的全壓高低分類:,通風(fēng)機小于15kPa鼓風(fēng)機處于15340kPa壓氣機大于340kPa,風(fēng)機,2、按風(fēng)機的工作原理分類:,葉片式,容積式,離心式,軸流式,混流式,葉氏風(fēng)機,羅茨風(fēng)機,羅桿風(fēng)機,二、通風(fēng)機的基本結(jié)構(gòu),1、集流器:,集流器也稱喇叭口,是通風(fēng)機的入口。它的作用是在損失較小的情況下,將氣體均勻地導(dǎo)入葉輪。目前常用的集流器有如下圖所示的幾種類型:圓筒形、圓錐形、圓弧形、錐筒形及錐弧形(雙曲線形)。,圓筒形:葉輪進口處會形成渦流區(qū),直接從大氣進氣時效果更差。圓錐形:好于圓筒形,但它太短,效果不佳。弧形:好于前兩種(實際使用較為廣泛)。錐弧形:最佳,高效風(fēng)機基本上都采用此種集流器。,集流器與葉輪的配合,以套口間隙形式為好。而對口間隙形式一般較少采用。,集流器,擴壓環(huán),2、葉輪:,葉輪是通風(fēng)機的主要部件,它的尺寸和幾何形狀對通風(fēng)機的性能有著重大的影響。離心式通風(fēng)機的葉輪由前盤、后盤、葉片和輪轂組成。,輪轂,后盤,前盤,葉片,葉片與前盤的聯(lián)接采用焊接。焊接葉輪的重量較輕,流道光滑。后盤與輪轂采用鉚接連接。,葉輪前盤的形式有如圖所示的平前盤、圓錐前盤和圓弧前盤等幾種。,(a)平前盤葉輪;(b)錐形前盤葉輪;(c)弧形前盤葉輪;(d)雙吸葉輪,葉輪的結(jié)構(gòu)形式,離心式通風(fēng)機的葉輪,根據(jù)葉片出口安裝角的不同,可分為如上圖所示的前彎、徑向和后彎三種。在葉輪圓周速度相同的情況下,葉片出口安裝角越大,則產(chǎn)生的壓力越高。所以兩臺同樣大小和同樣轉(zhuǎn)速的離心式通風(fēng)機,前彎葉輪的壓力比后彎葉輪的壓力要高。但一般后彎葉輪的流動效率比前彎葉輪要好。所以,在一般情況下,使用后彎葉輪的通風(fēng)機,耗電量比前彎葉輪通風(fēng)機要小。同時從三種葉輪通風(fēng)機的性能曲線可以看出,當(dāng)流量超過某一數(shù)值后,后彎葉輪通風(fēng)機的軸功率具有下降的趨勢,表明它具有不超過負荷的特性;而徑向葉輪與前彎葉輪的通風(fēng)機,軸功率隨流量的增加而增大,表明容易出現(xiàn)超負荷的情況。如果在通風(fēng)除塵系統(tǒng)工作情況不正常時,后彎葉輪通風(fēng)機由于不超過負荷的特性,因而不會燒壞電動機,而其它兩類通風(fēng)機,就會出現(xiàn)超負荷以致燒壞電動機的事故。,3、機殼:,風(fēng)機性能的好壞,效率的高低主要決定于葉輪,但機殼的形狀和大小,吸氣口的形狀等,也會對其有影響。,機殼為包圍在葉輪外面的外殼,一般多為螺線形。斷面沿葉輪轉(zhuǎn)動方向漸漸擴大,在氣流出口處斷面為最大。機殼可以用鋼板、塑料板、玻璃鋼等材質(zhì)制成。機殼斷面有方形及圓形。一般低、中壓通風(fēng)機的機殼多呈方形斷面,高壓通風(fēng)機多呈圓形斷面。機殼的作用在于收集從葉輪甩出的氣流,并將高速氣流的速度降低,使其靜壓力增加,以此來克服外界的阻力,將氣流送出。,蝸殼的外形:阿基米德螺旋線。蝸殼出口擴壓器:因為氣流從蝸殼流出時向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜,所以擴壓器一般做成向葉輪一邊擴大,其擴散角通常為68,離心風(fēng)機的蝸殼出口處有舌狀結(jié)構(gòu),一般稱作蝸舌。蝸舌可以防止氣體在機殼內(nèi)循環(huán)流動。蝸舌的組成:1、尖舌:用于高效率的風(fēng)機,風(fēng)機的噪音一般比較大。2、深舌:大多用于低轉(zhuǎn)速的風(fēng)機。3、短舌:大多用于高轉(zhuǎn)速的風(fēng)機。4、平舌:用于低效率的風(fēng)機,風(fēng)機噪音小。,蝸舌頂端與葉輪外徑的隙s,對噪聲的影響較大。間隙s小,噪聲大;間隙s大,噪聲減小。一般取s=(0.050.10)D2。蝸舌頂端的圓弧r,對風(fēng)機氣動力性能無明顯影響,但對噪聲影響較大。圓弧半徑r小,噪聲會增大一般取r=(0.030.06)D2。,離心式通風(fēng)機的機殼出口方向,可以向任何方向。使用時,一般由通風(fēng)機葉輪旋轉(zhuǎn)方向和機殼出口位置聯(lián)合表示決定。,低壓離心式風(fēng)機,中壓離心式風(fēng)機,高壓離心式風(fēng)機,進口直徑:低壓最大,中壓居中,高壓最小。葉片數(shù)目:壓力越高,葉片數(shù)目越少;壓力越小,葉片數(shù)目越多。,4、傳動部件:,離心式通風(fēng)機的傳動部件包括軸和軸承,有的還包括聯(lián)軸器或皮帶輪,是通風(fēng)機與電動機連接的構(gòu)件。通風(fēng)機的葉輪用鍵或沉頭螺釘固定在軸上,軸安裝在機座上的軸承中,然后,與電動機相連接。通風(fēng)機的軸承用的最多的是滾動軸承。離心式通風(fēng)機與電動機的連接方式共有六種。,5、軸流風(fēng)機一般結(jié)構(gòu):,一般軸流式通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)如圖示。葉輪安裝在圓筒形機殼中,當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)的時候,空氣由集流器進入葉輪,在葉片的作用下,空氣壓力增加,并接近于沿軸向流動,由排出口排出。,軸流式通風(fēng)機和離心式通風(fēng)機一樣有六種傳動方式,軸流式通風(fēng)機的風(fēng)口位置,分為進風(fēng)口和出風(fēng)口兩種,一般用出(或入)若干角度表示,三、通風(fēng)機的型號及命名,離心式通風(fēng)機的完全稱呼包括:名稱、型號、機號、傳動方式、旋轉(zhuǎn)方向、出風(fēng)口位置,六個部分,一般書寫順序如下:,名稱:,型號:,型號由全壓系數(shù)、比轉(zhuǎn)數(shù)、進口吸入型式和設(shè)計順序號三組組成:,全壓系數(shù),比轉(zhuǎn)數(shù),進口吸入型式,設(shè)計順序號,全壓系數(shù):,比轉(zhuǎn)數(shù):為比轉(zhuǎn)數(shù)化整后的值。,進口吸入型式代號:,全壓系數(shù)等于,乘以10后的整數(shù)值。,0雙側(cè)吸入,1單側(cè)吸入,2二級串連吸入,機號:,將通風(fēng)機葉輪尺寸的分米數(shù)進行四舍五入后,前面冠以符合“”用來表示機號。,傳動方式:,離心式通風(fēng)機的傳動方式有六種。,旋轉(zhuǎn)方向:,從電動機位置看通風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)方向,順時針旋轉(zhuǎn)為右轉(zhuǎn),用“右”表示;逆時針旋轉(zhuǎn)為左轉(zhuǎn),用“左”表示。,風(fēng)口位置:,按出風(fēng)口位置及旋轉(zhuǎn)方向,用右或左若干角度表示。,通風(fēng)機的主要參數(shù)及性能曲線,一、通風(fēng)機的主要參數(shù)及其測定,通風(fēng)機和水泵一樣主要參數(shù)有五項,即風(fēng)量Q,全壓P,功率N,轉(zhuǎn)速n及效率。,1、全壓P:,指單位體積氣體通過風(fēng)機所獲得的能量增量。單位為Pa,由于1Pa1N/m2;故風(fēng)機的P表示壓強又稱全壓。,2019/11/18,43,可編輯,風(fēng)機的全壓減去風(fēng)機出口截面處的動壓Pd2(亦稱風(fēng)機的動壓)稱為風(fēng)機的靜壓。用Pj表示,即:,風(fēng)機的靜壓,在通風(fēng)機進出口同一截面上,氣體的全壓為氣體的靜壓和動壓之和。,即:式中:P氣體的全壓Pj氣體的靜壓Pd氣體的動壓,通風(fēng)機全壓、靜壓、動壓的測定,2、風(fēng)量Q:,風(fēng)機在單位時間內(nèi)所輸送的流體量,通常用體積流量Q表示,單位為m3/s,m3/h。,嚴格地講,風(fēng)機的流量特指風(fēng)機進口處的流量。,Q1=3600F1V1Q2=3600F2V2,Q1進口管的流量(m3/h)Q2出口管的流量(m3/h),3、功率N:,傳動效率:tm,效率:,1、有效功率Ne:在單位時間內(nèi)通過風(fēng)機的流體所獲得的總能量,以符號Ne表示,2、內(nèi)功率Ni:實際消耗于流體的功率稱為風(fēng)機的內(nèi)功率,用Ni表示。它等于有效功率加上除軸承、軸封外在風(fēng)機內(nèi)損失掉的功率。即:,Ni=Ne+N(kW),(kW),3、軸功率Ns:通風(fēng)機的輸入功率稱為軸功率。,(kW),等于內(nèi)功率Ni與機械傳動損失Nm之和。,4、功率的測定:見教材,4、效率:,為通風(fēng)機的有效功率與軸功率之比。即:,5、轉(zhuǎn)速n:,風(fēng)機軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù),通常用n表示,單位為r/min。,二、通風(fēng)機的性能曲線,通風(fēng)機的性能曲線和水泵一樣,主要有三條,即:PQ全壓曲線,NQ功率曲線,Q效率曲線。風(fēng)機每種型號,每一種轉(zhuǎn)速n都對應(yīng)有這三條曲線。,1、離心通風(fēng)機的性能曲線:,(a)性能曲線為前彎型風(fēng)機:其中風(fēng)壓曲線PQ呈駝峰伏,效率曲線Q比徑向、后彎葉輪風(fēng)機都低,功率曲線NQ一直上升,故稱為可過載風(fēng)機(功率有過載的危險);(b)性能曲線為后彎型風(fēng)機:其中風(fēng)壓曲線PQ隨著流量的增加而減小,緩慢下降。效率曲線Q較高,高效區(qū)范圍也較寬。功率曲線NQ當(dāng)流量超過設(shè)計流量時,風(fēng)機所需功率不再增加,隨著流量Q進一步增加功率反而有所下降。故有功率不過載的優(yōu)點;(c)性能曲線為徑向型風(fēng)機:其中風(fēng)壓曲線PQ在小流量區(qū)會出現(xiàn)最高壓力點(風(fēng)機在最高壓力點左側(cè)工作時會出現(xiàn)不穩(wěn)定工況),效率曲線Q介于前彎和后彎風(fēng)機二者之間,功率曲線NQ也呈一直上升的趨勢(功率也有過載的危險),但比前彎風(fēng)機坡度要緩慢。,2、軸流風(fēng)機的性能曲線:,軸流風(fēng)機性能曲線是在葉輪轉(zhuǎn)速和葉片安裝角一定時測量的到的,即壓力p、效率、功率N與流量Q的關(guān)系曲線。,其形狀特點是:,1、P-Q曲線:在小流量區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)馬鞍形形狀,在大流量區(qū)域內(nèi)非常陡降,C點的左側(cè)稱為不穩(wěn)定工況區(qū)。2、N-Q曲線:當(dāng)風(fēng)量減小時,功率N反而增大;當(dāng)風(fēng)量Q=0時,功率N達到最大值。3、-Q曲線:最高效率點的位置相當(dāng)接近不穩(wěn)定工況區(qū)的起始點C。,3、壓頭曲線分析:設(shè)計工況(e點):流體流線沿葉高分布均勻,效率最高;流量大于設(shè)計值時(d點):葉頂出口處產(chǎn)生回流,流體向輪轂偏轉(zhuǎn),損失增加,揚程(全壓)降低,效率下降;流量小于設(shè)計值時(c點、b點、a點):在葉片下部、背部產(chǎn)生邊面層分離,形成脫流,流量很小時能量沿葉高偏差較大,形成二次回流。,通風(fēng)機的運行,一、通風(fēng)機的工作方式,通風(fēng)機的工作方式包括通風(fēng)機的并聯(lián)工作和串聯(lián)工作。通風(fēng)機的聯(lián)合工作,在不得已的情況下才采用。因為通風(fēng)機聯(lián)合工作時,破壞了通風(fēng)機的經(jīng)濟使用條件,在技術(shù)上、經(jīng)濟上都是不合理的。,(一)通風(fēng)機的并聯(lián)工作,通風(fēng)機的并聯(lián)使用,是在為了加大流量的情況下選擇的。并聯(lián)后的壓力,對每臺通風(fēng)機都是相等的,而總流量則為各臺并聯(lián)通風(fēng)機流量的代數(shù)和。,1、兩臺同性能通風(fēng)機的并聯(lián)工作,合成曲線的畫法:兩臺同性能通風(fēng)機并聯(lián)工作時,根據(jù)壓力相同、流量疊加的原則,其合成性能曲線繪于左圖。,曲線分析:從圖中可明顯看出,通風(fēng)機并聯(lián)使用后,在阻力較小的管路系統(tǒng)中工作時(如RA管路系統(tǒng)),可以獲得較大的流量增加;而在阻力較大的管路系統(tǒng)中工作時(如RB管路系統(tǒng)),幾乎只起到一臺通風(fēng)機的作用。由此可見,兩臺同性能通風(fēng)機并聯(lián)使用后的流量,無論如何也永遠不能提高到一臺通風(fēng)機單獨工作的二倍。,衡量并聯(lián)效果:可以用風(fēng)量有效系數(shù)q來表示通風(fēng)機并聯(lián)工作所起的效果。,2、兩臺不同性能通風(fēng)機的并聯(lián)工作,合成曲線的畫法:按照兩臺通風(fēng)機的不同性能,繪出兩臺通風(fēng)機聯(lián)合工作在三種不同阻力管路系統(tǒng)中(RA、RB、RC)的合成曲線如左圖。,曲線分析:從圖可見,在阻力小的RA管路系統(tǒng)中,QAQI,QAQI起到了增大流量的作用;在阻力稍大的RB管路系統(tǒng)中,QB=QI,即兩臺通風(fēng)機的總流量等于I號通風(fēng)機的流量,號通風(fēng)機的作用一點也沒有發(fā)揮出來;在阻力較大的RC管路系統(tǒng)中,QCQI即兩臺通風(fēng)機的總流量小于I號通風(fēng)機的流量,說明I號通風(fēng)機與號通風(fēng)機并聯(lián)的結(jié)果,不但不起增量作用,反而阻礙了I號通風(fēng)機的工作,使I號通風(fēng)機性能下降。,(二)通風(fēng)機的串聯(lián)工作,通風(fēng)機串聯(lián)使用,是為了加大壓力的情況下而選擇的。,1、兩臺同性能通風(fēng)機的串聯(lián)工作,合成曲線的畫法:是將同一流量下的兩臺通風(fēng)機的壓力進行疊加而成,如圖所示。,曲線分析:從圖中可見,兩臺通風(fēng)機串聯(lián)后,在阻力較大的RB管路系統(tǒng)工作時,獲得了較大的壓力增值,而在阻力較小的RA管路系統(tǒng)工作時,壓力的增值很小,幾乎接近一臺通風(fēng)機的壓力。由此可見,兩臺通風(fēng)機串聯(lián)后,其壓力永遠不能提高到一臺通風(fēng)機單獨工作壓力的二倍。,衡量串聯(lián)效果:可以用壓力有效系數(shù)h來表示通風(fēng)機串聯(lián)工作所起的效果。,2、兩臺不同性能通風(fēng)機的串聯(lián)工作,合成曲線的畫法:圖示畫出了兩臺不同性能通風(fēng)機串聯(lián)工作在三種管路系統(tǒng)(RA、RB、RC)中的情況。,曲線分析:從圖可見,在阻力大的管路RC系統(tǒng)工作時,串聯(lián)后獲得的壓力,大于每臺通風(fēng)機單獨工作時的壓力,即串聯(lián)的結(jié)果,獲得了壓力增加;在阻力較大的RB管路系統(tǒng)中工作時,串聯(lián)后的壓力等于I號通風(fēng)機的壓力,即串聯(lián)的結(jié)果與I號通風(fēng)機單獨工作時相同,說明號通風(fēng)機不起任何作用;在阻力較小的RA管路系統(tǒng)工作時,串聯(lián)后的壓力小于I號通風(fēng)機的壓力,說明號通風(fēng)機參與串聯(lián)工作的結(jié)果,阻礙了I號通風(fēng)機的性能發(fā)揮,使I號通風(fēng)機壓力下降。這種串聯(lián)工作是有害的。,(三)通風(fēng)機聯(lián)合工作的分析,通過上述對通風(fēng)機并聯(lián)、串聯(lián)工作的分析可以看出,在實際工作中,應(yīng)盡可能避免使通風(fēng)機并聯(lián)或串聯(lián)工作,當(dāng)不可避免時,也應(yīng)當(dāng)遵循如下選擇原則:(1)不論并聯(lián),還是串聯(lián),應(yīng)當(dāng)選擇同性能的通風(fēng)機進行;(2)注意并聯(lián)、串聯(lián)的使用條件,并聯(lián)工作適合于管路阻力較小的條件,串聯(lián)工作適合于管路阻力較大的條件。如果通風(fēng)系統(tǒng)中現(xiàn)有型號的通風(fēng)機不能滿足所需流量、壓力要求時,再考慮采用并聯(lián)或串聯(lián)的工作形式。并聯(lián)時,按總阻力和總流量的一半選擇兩臺同型號的通風(fēng)機;串聯(lián)時,按總流量和總阻力的一半選擇兩臺同型號的通風(fēng)機。,二、通風(fēng)機的調(diào)節(jié),通風(fēng)機一般都是與管路組成某種生產(chǎn)系統(tǒng)進行工作的,管路中的風(fēng)量是由通風(fēng)機提供的,管路中的阻力又取決于風(fēng)量,對于一定的管路系統(tǒng),根據(jù)流體力學(xué)可以給出阻力和流量(風(fēng)量)之間的關(guān)系方程式,即:,由上式可以看出管路系統(tǒng)中的阻力(P)和流量(Q)之間的關(guān)系曲線為一拋物線,稱為管路特性曲線。通風(fēng)機是在管路系統(tǒng)中工作的,它必須同時滿足通風(fēng)機性能曲線和管路特性曲線。在PQ坐標(biāo)中,通風(fēng)機性能曲線與管路特性曲線的交點M就稱為通風(fēng)機在管路系統(tǒng)中的工作點,如圖所示。,(一)改變管網(wǎng)阻力調(diào)節(jié)法(出口端節(jié)流調(diào)節(jié)),改變管網(wǎng)阻力調(diào)節(jié)法,也叫節(jié)流調(diào)節(jié)法。這個方法是利用通風(fēng)系統(tǒng)中的閥門等節(jié)流裝置的開啟程度大小來增減管網(wǎng)阻力,從而改變管網(wǎng)特性曲線,達到調(diào)節(jié)流量的目的。此時,通風(fēng)機特性曲線不改變,由于管網(wǎng)特性曲線發(fā)生改變,使工況點位置改變。,如圖所示的P、N、為通風(fēng)系統(tǒng)中通風(fēng)機的工作壓力、功率和效率曲線,P=KQ2為管網(wǎng)特性曲線,1點為工況點。此時,通風(fēng)機的流量為Q1,壓力為P1,功率為N1,效率為1。若減小流量,可關(guān)小管道上的閥門。由于關(guān)小閥門,管道阻力增大,P1增大到P2,使通風(fēng)機工況點上升,由點1變到點2。由圖可見,這時通風(fēng)機的流量已由Q1減到Q2,功率由N1降到N2,效率由1降到2。,(二)改變通風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法,改變通風(fēng)機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是在管路特性曲線不變時,用改變轉(zhuǎn)速來改變風(fēng)機的性能曲線,從而改變它們的工作點。,如圖所示,通風(fēng)機以轉(zhuǎn)速n1在管網(wǎng)中工作時,工況點為1。此時流量為Q1,風(fēng)壓為P1,功率為N1,效率為1。若減少流量,可把通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速由n1減小到n2。由通風(fēng)機比例定律可知,除通風(fēng)機效率外,風(fēng)量Q、壓力P、功率N分別隨轉(zhuǎn)速n的減小而作相應(yīng)的減少,即通風(fēng)機的工況點,由于轉(zhuǎn)速減小而下降,由1點下降為2點。此時風(fēng)量為Q2,壓力為P2,功率為N2(在圖中與虛線部分對應(yīng))。,(三)改變通風(fēng)機進口處導(dǎo)流葉片角度調(diào)節(jié)法,通風(fēng)機采用的導(dǎo)流器通常有軸向、簡易和斜葉式幾種,如圖所示。改變導(dǎo)流器葉片的開啟程度,即改變了節(jié)流阻力,從而達到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。但是,導(dǎo)流器的主要作用并不在于此,而在于使氣流進入通風(fēng)機葉輪前先行轉(zhuǎn)向,從而改變壓力而達到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。,(a)軸向?qū)Я髌?(b)簡易導(dǎo)流器,(c)斜葉式導(dǎo)流器,徑向?qū)Я髌?軸向?qū)Я髌?當(dāng)導(dǎo)流器葉片角度=0時,此時,葉片全部開啟,流量Q為最大。關(guān)小葉片開啟程度,即葉片角度由0變化到30、60時,通風(fēng)機全壓曲線下降,工況點由1變化到2、3,如圖所示。從圖中可以看出,流量由于工況點的改變,而由Q1減少到Q2、Q3。用調(diào)節(jié)導(dǎo)流器葉片角度減少流量時,通風(fēng)機功率沿著曲線123下降,而用閥門等節(jié)流裝置增大阻力來減少流量時,通風(fēng)機的功率是沿著功率曲線(即相當(dāng)于導(dǎo)流器葉片角度=0時的曲線)向左下降的??梢姾笳哌h陡于前者。因此,用調(diào)節(jié)導(dǎo)流器葉片角度比節(jié)流調(diào)節(jié)所消耗的功率小,是一種比較經(jīng)濟的調(diào)節(jié)法,在通風(fēng)機調(diào)節(jié)中得到比較廣泛的應(yīng)用。,(四)改變通風(fēng)機葉片寬度和角度調(diào)節(jié)法,在通風(fēng)機運行中,調(diào)節(jié)通風(fēng)機的葉片角度,以調(diào)節(jié)通風(fēng)機的流量,已在軸流式通風(fēng)機上得到采用。而對于離心式通風(fēng)機,目前還沒有實際應(yīng)用。改變?nèi)~片寬度,理論上可以調(diào)節(jié)通風(fēng)機的流量,但實際上一般不采用,一般只在通風(fēng)機制造廠進行。,三、通風(fēng)機的非穩(wěn)定工況,風(fēng)機正常工作時呈現(xiàn)的是穩(wěn)定工況;當(dāng)風(fēng)機選型不當(dāng)或風(fēng)機使用欠妥時,某些風(fēng)機就會產(chǎn)生非穩(wěn)定工況,風(fēng)機的非穩(wěn)定運行將影響甚至破壞其正常工作。當(dāng)風(fēng)機具有駝峰形性能曲線,其最大特點就是存在著運行的不穩(wěn)定工作區(qū),風(fēng)機一旦進入該區(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(失速),脫流:流體在葉片凸面的流動遭到破壞,邊界層嚴重分離,阻力大大增加,升力急劇減小的現(xiàn)象。,正常工況,脫流工況,旋轉(zhuǎn)脫流:在葉輪葉柵上,一旦某一個或某些葉片上首先產(chǎn)生脫流,就會在整個葉柵上逐個葉片地傳播的現(xiàn)象。,引起脫流的原因,當(dāng)沖角增大到某一臨界值后,這樣使主流大面積地與葉型背面分離,從而破壞了葉型表面原來的壓力分布,流動分離點前移,分離區(qū)擴大,致使升力明顯下降而阻力急劇增大。,脫流的危害,旋轉(zhuǎn)脫流除了影響風(fēng)機正常工作,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。,預(yù)防措施,為防止軸流風(fēng)機產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)脫流,應(yīng)在風(fēng)機選型和運行中確保風(fēng)機工況點不進入風(fēng)機的不穩(wěn)定工作區(qū)。,(2)喘振,喘振現(xiàn)象:,當(dāng)具有大容量管路系統(tǒng)的風(fēng)機處于不穩(wěn)定工作區(qū)運行時,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,并伴隨有強烈的噪音,這種現(xiàn)象稱為喘振。,1-通風(fēng)機2-短管3-儲氣柜4-閥門,通風(fēng)機大容量管網(wǎng)系統(tǒng),風(fēng)機駝峰形性能曲線,如圖,裝置原工況點A為穩(wěn)定工況?,F(xiàn)在需要流量減小至QQK,則工況點沿上升曲線AK達到K點,該段變化保持穩(wěn)定工況。至K點后沿下降曲線KD變化,該段為不穩(wěn)定工作區(qū),使風(fēng)機工作點即刻降至D點,Q=0,P=PD。與此同時,管路性能也沿曲線AK變化,壓力上升至PK。由于管路容量大,其壓力變化滯后于風(fēng)機工作不穩(wěn)定變化,所以管路壓力保持PK不變。在風(fēng)機無流量輸出,并且管路壓力PK大于風(fēng)機壓力PD的條件下,風(fēng)機出現(xiàn)正轉(zhuǎn)倒流現(xiàn)象,風(fēng)機跳至C點工作。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QP性能變化沿CD線進

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