軸流式風(fēng)機(jī)性能曲線

1、軸流式風(fēng)機(jī)的性能摘 要軸流式風(fēng)機(jī)在火力發(fā)電廠及當(dāng)今社會(huì)中得到了非常廣泛的運(yùn)用。本文介紹了軸流式風(fēng)機(jī)的工作原理、葉輪理論、結(jié)構(gòu)型式、性能參數(shù)、性能曲線的測(cè)量、運(yùn)行工況的確定及調(diào)節(jié)方面的知識(shí),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了軸流式風(fēng)機(jī)工作的特點(diǎn)及調(diào)節(jié)方法。關(guān)鍵詞：軸流式風(fēng)機(jī)、性能、工況調(diào)節(jié)、測(cè)試報(bào)告目 錄1緒論1.1風(fēng)機(jī)的概述41.2風(fēng)機(jī)的分類41.3軸流式風(fēng)機(jī)的工作原理42軸流式風(fēng)機(jī)的葉輪理論2.1概述42.2軸流式風(fēng)機(jī)的葉輪理論42.3速度三角形52.4能量方程式63軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造3.1軸流式風(fēng)機(jī)的基本形式63.2軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造74軸流式風(fēng)機(jī)的性能曲線4.1風(fēng)機(jī)的性能能參數(shù)84.2性能曲線105軸流式

2、風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況及調(diào)節(jié)5.1軸流式風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況及確定115.2軸流式風(fēng)機(jī)的非穩(wěn)定運(yùn)行工況115.2.1葉柵的旋轉(zhuǎn)脫流125.2.2風(fēng)機(jī)的喘振125.2.3風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的“搶風(fēng)”現(xiàn)象135.3軸流式風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況調(diào)節(jié)145.3.1風(fēng)機(jī)入口節(jié)流調(diào)節(jié)145.3.2風(fēng)機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)145.3.3入口靜葉調(diào)節(jié)145.3.4動(dòng)葉調(diào)節(jié)155.3.5變速調(diào)節(jié)156軸流風(fēng)機(jī)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?56.2實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)原理156.2.1用比托靜壓管測(cè)定質(zhì)量流量6.2.2風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力6.2.3風(fēng)機(jī)出口壓力6.2.4風(fēng)機(jī)壓力6.2.5容積流量計(jì)算6.2.6風(fēng)機(jī)空氣功率的計(jì)算6.2.7風(fēng)機(jī)效率的計(jì)算6.3數(shù)據(jù)

3、處理197實(shí)驗(yàn)分析27總結(jié)28致謝詞29參考文獻(xiàn)30主要符號(hào)-當(dāng)?shù)卮髿鈮?測(cè)點(diǎn)平均靜壓-測(cè)點(diǎn)平均動(dòng)壓-平均質(zhì)量流量-風(fēng)機(jī)入口全壓-風(fēng)機(jī)出口全壓-風(fēng)機(jī)全壓-風(fēng)機(jī)靜壓-體積流量-流體平均流速-風(fēng)機(jī)有效功率-軸功率-風(fēng)機(jī)效率-風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速-平衡電機(jī)力臂長(zhǎng)度（m）-風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平衡重量（N）-風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)的平衡重量（N）-風(fēng)機(jī)直徑（m）-流量系數(shù)-膨脹系數(shù)1緒論1.1風(fēng)機(jī)的概述風(fēng)機(jī)是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為被輸送流體的壓能和動(dòng)能的一種動(dòng)力設(shè)備其主要作用是提高氣體能量并輸送氣體。風(fēng)機(jī)的工作原理與軸流風(fēng)機(jī)透平壓縮機(jī)基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體

4、處理。1.2風(fēng)機(jī)按壓力分類按風(fēng)機(jī)工作壓力（全壓）大小分類風(fēng)扇 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)額定壓力范圍為98Pa(10 mmH2O）。此風(fēng)機(jī)無(wú)機(jī)殼，又稱自由風(fēng)扇，常用于建筑物的通風(fēng)換氣。風(fēng)機(jī) 設(shè)計(jì)條件下，風(fēng)機(jī)額定壓力范圍為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)。鼓風(fēng)機(jī) 工作壓力范圍為14710Pa196120Pa。壓力較高，是污水處理曝氣工藝中常用的設(shè)備。壓縮機(jī) 工作壓力范圍為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)。1.3軸流式風(fēng)機(jī)的工作原理軸流式風(fēng)

5、機(jī)得名于流體從軸向流人葉輪并沿軸向流出。其工作原理基于葉翼型理論：氣體由一個(gè)攻角。進(jìn)入葉輪時(shí)，在翼背上產(chǎn)生一個(gè)升力，同時(shí)在翼腹上產(chǎn)生一個(gè)大小相等方向相反的作用力，該力使氣體排出葉輪呈螺旋形沿軸向向前運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口處由于壓差的作用，氣體不斷地被吸入。對(duì)動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，攻角越大，翼背的周界越大，則升力越大，風(fēng)機(jī)的壓差就越大，而風(fēng)量越小。當(dāng)攻角達(dá)到臨界值時(shí)，氣體將離開翼背的型線而發(fā)生渦流，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)壓力大幅度下降而產(chǎn)生失速現(xiàn)象。軸流式風(fēng)機(jī)中的流體不受離心力的作用，所以由于離心力作用而升高的靜壓能為零，因而它所產(chǎn)生的能頭遠(yuǎn)低于離心式風(fēng)機(jī)。故一般適用于大流量低揚(yáng)程的地方，屬于高比轉(zhuǎn)數(shù)范圍。軸流風(fēng)

6、機(jī)右圖為軸流式泵與風(fēng)機(jī)的示意圖，當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)浸在工質(zhì)中的葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪內(nèi)流體就相對(duì)葉片作用一個(gè)升力，而葉片同時(shí)給流體一個(gè)與升力大小相等方向相反的反作用力，稱為推力，這個(gè)葉片推力對(duì)流體做功使流體能量增加。2軸流式風(fēng)機(jī)的葉輪理論2.1概述軸流式通風(fēng)機(jī)的性能特點(diǎn)是流量大，揚(yáng)程(全壓)低，比轉(zhuǎn)數(shù)大，流體沿軸向流入、流出葉輪。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量相對(duì)較輕。因有較大的輪轂動(dòng)葉片角度可以作成可調(diào)的。動(dòng)葉片可調(diào)的軸流式通風(fēng)機(jī)，由于動(dòng)葉片角度可隨外界負(fù)荷變化而改變，因而變工況時(shí)調(diào)節(jié)性能好，可保持較寬的高效工作區(qū)。2.2軸流式通風(fēng)機(jī)的葉輪理論2.2.1翼型和葉柵的概念由于軸流式通風(fēng)機(jī)的葉輪沒有前后蓋板，

7、流體在葉輪中的流動(dòng)，類似飛機(jī)飛行時(shí)，機(jī)翼與空氣的作用。因此，對(duì)軸流式通風(fēng)機(jī)在研究葉片與流體之間的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系時(shí)，采用了機(jī)翼理論。為此下面介紹翼型，葉柵及其主要的幾何參數(shù)。翼型 機(jī)翼型葉片的橫截面稱為翼型，它具有一定的幾何型線，和一定的空氣動(dòng)力特性。翼型見圖（21）：葉柵 由相同翼型等距排列的翼型系列稱為葉柵。這種葉柵稱為平面直列葉柵，如圖22所圖2-1翼型簡(jiǎn)圖示。由于軸流式葉輪內(nèi)的流動(dòng)類似并可簡(jiǎn)化為在平面直列葉柵中繞翼型的流動(dòng)，而在直列葉柵中每個(gè)翼型的繞流情況相同，因此只要研究一個(gè)翼型的繞流情況就可以了。這里要注意幾個(gè)參數(shù)的定義：圖2-2平面直列葉柵葉片安裝角：弦長(zhǎng)（圖21中所示）與列線（葉柵

8、中翼型各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的連線,如圖2-2中B-B）之間的夾角。流動(dòng)角1，2：葉柵進(jìn)、出口處相對(duì)速度和圓周速度反方向之間的夾角。2.3 速度三角形在葉輪任意半徑處取一如圖23所示的葉柵。在葉柵進(jìn)口，流體具有圓周速度、相對(duì)速度，絕對(duì)速度，出口具有，由這三個(gè)速度矢量組成了進(jìn)出口速度三角形。絕對(duì)速度也可以分解為圓周方向的分量，和軸面方向的分量，此時(shí)，軸面分速的方向?yàn)檩S向，故用符號(hào)表示。軸流式葉輪進(jìn)出口處流體沿同一半徑的流面流動(dòng)，因而進(jìn)出口的圓周速度u1和u2相等，即有u1 u2u。另外對(duì)不可壓縮流體，對(duì)風(fēng)機(jī)流體升壓很小，葉輪進(jìn)出口軸面速度可視為相等，即圖2-3 葉柵進(jìn)口及出口速度三角形u和可用下式計(jì)算： 式中

9、： D計(jì)算截面所取直徑，m; n 葉輪轉(zhuǎn)速，r/min； m/s式中：實(shí)際工作流量，m3/s; D2葉輪外徑，m; Dh輪轂直徑，m; 容積效率； 排擠系數(shù)；再計(jì)算出圓周分速，或已知1，2角，就可繪出葉輪進(jìn)出口速度三角形，如圖23所示。由于葉輪進(jìn)出口具有相同的圓周速度和軸面速度，因此為研究問(wèn)題方便起見，常把進(jìn)、出口速度三角形繪在一起，如圖24所示。因?yàn)槿~柵中流體繞流翼型與繞流單冀型有所不同，葉柵將影響來(lái)流速度的大小和方向，因此為推導(dǎo)公式和論證簡(jiǎn)化起見，可取葉柵前后相對(duì)速度的幾何平均值作為無(wú)限遠(yuǎn)處(流體未受擾動(dòng))的來(lái)流速度。圖2-4葉柵進(jìn)出口速度三角形重疊其大小和方向由進(jìn)出口速度三角形的幾何關(guān)系

10、來(lái)確定，即如用作圖法，只需要將圖24中CD線中點(diǎn)E和B連接起來(lái)，此聯(lián)線BE即決定了的大小和方向。2.4能量方程式葉片式泵與風(fēng)機(jī)的基本方程式，是建立流體通過(guò)旋轉(zhuǎn)葉輪時(shí)獲得能量的定量關(guān)系式。該方程是由歐拉于1756年首先推倒出來(lái)的，所以又稱歐拉方程式，也叫能量方程式。其中有兩點(diǎn)假設(shè)：（1）理想葉輪：葉片數(shù)無(wú)限多，葉片厚度無(wú)限薄，即：流體質(zhì)點(diǎn)嚴(yán)格沿葉片型線流動(dòng)，即跡線與葉片的型線重合；（2）流體為理想、不可壓縮流體，即：流動(dòng)過(guò)程無(wú)能量損失，流體的密度為常數(shù)。依據(jù)：動(dòng)量矩定律：即在定常流中，單位時(shí)間內(nèi)流出與流進(jìn)控制體的流體對(duì)某一軸線的動(dòng)量矩的變化，等于作用在該控制體的流體上所有外力對(duì)同一軸線力矩的代數(shù)

11、和。能量方程式表達(dá)式： (pa) (pa)3軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造3.1基本型式軸流式通風(fēng)機(jī)可分為以下四種基本型式：a）在機(jī)殼中只有一個(gè)葉輪，沒有導(dǎo)葉。如圖3-2(a)所示，這是最簡(jiǎn)單的一種型式，這種型式易產(chǎn)生能量損失。因此這種型式只適用于低壓風(fēng)機(jī)。b）在機(jī)殼中裝一個(gè)葉輪和一個(gè)固定的出口導(dǎo)葉。如圖3-2(b)所示，在葉輪出口加裝導(dǎo)葉。這圖3-2軸流泵與風(fēng)機(jī)的基本形式（a）單個(gè)葉輪機(jī)（b）單個(gè)葉輪后設(shè)置導(dǎo)葉（c）單個(gè)葉輪前設(shè)置導(dǎo)葉(d) 單個(gè)葉輪前、后均設(shè)置導(dǎo)葉種型式因?yàn)閷?dǎo)葉的加裝而減少了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所造成的損失，提高了效率，因而常用于高壓風(fēng)機(jī)與水泵。c） 在機(jī)殼中裝一個(gè)葉輪和個(gè)固定的入口導(dǎo)葉。如圖3-2

12、(c)所示，流體軸向進(jìn)入前置導(dǎo)葉，經(jīng)導(dǎo)葉后產(chǎn)生與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)速度，即產(chǎn)生反強(qiáng)旋。這種前置導(dǎo)葉型，流體進(jìn)入葉輪時(shí)的相對(duì)速度比后置導(dǎo)葉型的大，因此能量損失也大，效率較低。但這種型式具有以下優(yōu)點(diǎn)：在轉(zhuǎn)速和葉輪尺寸相同時(shí)，具有這種前置導(dǎo)葉葉輪的泵或風(fēng)機(jī)獲得的能量比后置導(dǎo)葉型的高。如果流體獲得相同能量時(shí)，則前置導(dǎo)葉型的葉輪直徑可以比后置導(dǎo)葉型的稍小，因而體積小，可以減輕重量。工況變化時(shí)沖角的變動(dòng)較小，因而效率變化較小。如前置導(dǎo)葉作成可調(diào)的，則工況變化時(shí)，改變進(jìn)口導(dǎo)葉角度，使其在變工況下仍保持較高效率。d) 在機(jī)殼中有一個(gè)葉輪并具有進(jìn)出口導(dǎo)葉。如圖3-2(d)所示，如前置導(dǎo)葉為可調(diào)的，在設(shè)計(jì)工況

13、下前置導(dǎo)葉的出口速度為軸向，當(dāng)工況變化時(shí)，可改變導(dǎo)葉角度來(lái)適應(yīng)流量的變化。因而可以在很大的流量變化范圍內(nèi)，保持高效率。這種型式適用于流量變化較大的情況。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了制造、操作、維護(hù)等的困難，所以較少采用。圖3-1 軸流式（通）風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（兩級(jí)葉輪）1 進(jìn)氣箱 2 葉輪 3 主軸承 4動(dòng)葉調(diào)節(jié)裝置 5 擴(kuò)壓器 6 軸 7 電動(dòng)機(jī)3.2軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造軸流式風(fēng)機(jī)與軸流式水泵結(jié)構(gòu)基本相同。有主軸、葉輪、集流器、導(dǎo)葉、機(jī)殼、動(dòng)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)結(jié)構(gòu)型式見圖3-1所示。a) 葉輪葉輪的作用與離心式葉輪一樣，是提高流體能量的部件，其結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求較高。它主要由葉

14、片和輪轂組成。葉輪上通常有46片機(jī)翼型葉片，葉片有固定式、半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式三種，目前常用的為后兩種。它們可以在一定范圍內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)葉片的安裝角度來(lái)調(diào)節(jié)流量。半調(diào)節(jié)式只能在停泵后通過(guò)人工改變定位銷的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。全調(diào)節(jié)式葉片葉輪配有動(dòng)葉調(diào)解機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)桿上下移動(dòng)，帶動(dòng)拉板套一起移動(dòng)，拉臂旋鈕，從而改變?nèi)~輪安裝角。輪轂是用來(lái)安裝葉片和葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的，有圓錐形、圓柱形和球形三種。球形輪轂可以使葉片在任意角度下與輪轂有一固定間隙，以減少流體流經(jīng)間隙的泄漏損失。b) 軸軸是傳遞扭矩的部件。軸流式風(fēng)機(jī)按有無(wú)中間軸分為兩種形式：一種是主軸與電動(dòng)機(jī)軸用聯(lián)軸器直接相連的無(wú)中間軸型；另一種是主軸用兩個(gè)聯(lián)軸器和

15、一根中間軸與電動(dòng)機(jī)軸相連的有中間軸型。由中間軸的風(fēng)機(jī)可以在吊開機(jī)殼的上蓋后，不拆卸與電動(dòng)機(jī)相連的聯(lián)軸器情況下吊出轉(zhuǎn)子，方便維修。c) 導(dǎo)葉軸流風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉包括動(dòng)葉片進(jìn)口前導(dǎo)葉和出口導(dǎo)葉，前導(dǎo)葉有固定式和可調(diào)式兩種。其作用是使進(jìn)入風(fēng)機(jī)前的氣流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，也就是使氣流由軸向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一般情況下是產(chǎn)生負(fù)預(yù)選。前導(dǎo)葉可采用翼型或圓弧版葉型，是一種收斂型葉柵，氣流流過(guò)時(shí)有些加速。前導(dǎo)葉做成安裝角可調(diào)時(shí)，可提高軸流風(fēng)機(jī)變工況運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。在動(dòng)葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)中，一般只安裝出口導(dǎo)葉。出口導(dǎo)葉可采用翼型，也可采用等厚的圓弧版葉型，做成扭曲形狀。為避免氣流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生共振，導(dǎo)葉數(shù)應(yīng)比動(dòng)葉數(shù)少些。d) 吸入室軸

16、流風(fēng)機(jī)的吸入室與離心風(fēng)機(jī)類似，為只有集流器的自由進(jìn)氣和帶進(jìn)氣箱的非自由進(jìn)氣兩種。火力發(fā)電廠鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)均設(shè)置進(jìn)氣箱。氣流由進(jìn)氣箱進(jìn)風(fēng)口沿徑向流入，然后在環(huán)形流道內(nèi)轉(zhuǎn)彎，經(jīng)過(guò)集流器(收斂器)進(jìn)入葉輪。進(jìn)氣箱和集流器的作用與結(jié)構(gòu)要求是使氣流在損失最小的情況下平穩(wěn)均勻地進(jìn)土葉輪。e) 整流罩整流罩安裝在葉輪或進(jìn)口導(dǎo)葉前，以使進(jìn)氣條件更為完善，降低風(fēng)機(jī)的噪聲。整流罩的好壞對(duì)風(fēng)機(jī)的性能影響很大，一般將其設(shè)計(jì)成半圓或半橢圓形，也可與尾部擴(kuò)壓器內(nèi)筒一起設(shè)計(jì)成流線型。f) 擴(kuò)壓器擴(kuò)壓器是將從出口導(dǎo)葉流出的流體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，從而提高泵與風(fēng)機(jī)的流動(dòng)效率的部件，它由外筒和芯筒組成。擴(kuò)壓器按外筒的形狀分

17、為圓筒形和錐形兩種。圓筒形擴(kuò)壓器的芯筒是流線形或圓臺(tái)形的；錐形擴(kuò)壓器的芯筒是流線形或圓柱形的。g) 軸承軸承有徑向軸承和推力軸承。徑向軸承主要承受徑向推力，防止軸徑向晃動(dòng)，起徑向定位作用。推力軸承主要承受軸向推力，并保持轉(zhuǎn)子的軸向位置，將軸向力傳到基礎(chǔ)上。推力軸承一般裝在電動(dòng)機(jī)軸頂端的機(jī)架上。4軸流風(fēng)機(jī)性能曲線軸流風(fēng)機(jī)性能曲線是在葉輪轉(zhuǎn)速和葉片安裝角一定時(shí)測(cè)量的到的，即壓力、效率、功率與流量的關(guān)系曲線，其形狀特點(diǎn)是：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，在=0時(shí)，最大。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，軸流風(fēng)機(jī)的性能曲線與水泵有所不同。如軸流風(fēng)機(jī)的靜壓、靜

18、壓效率曲線，軸流風(fēng)機(jī)的無(wú)量綱性能曲線，都在風(fēng)機(jī)中有重要的應(yīng)用。4.1風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率，效率和轉(zhuǎn)速。流量也稱風(fēng)量，以單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)風(fēng)機(jī)的氣體體積表示；壓力也稱風(fēng)壓，是指氣體在風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力升高值，有靜壓、動(dòng)壓和全壓之分；功率是指風(fēng)機(jī)的輸入功率，即軸功率。風(fēng)機(jī)有效功率與軸功率之比稱為效率。流量流量是指單位時(shí)間風(fēng)機(jī)輸出流體的數(shù)量。可分為體積流量QV ()、質(zhì)量流量Qm（），體積流量與質(zhì)量流量的關(guān)系為流量可通過(guò)裝設(shè)在工作管路上的流量計(jì)測(cè)量。全壓風(fēng)機(jī)提供的能量通常用壓頭表示，稱為全壓，系指單位體積氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)后的能量增加值，用符號(hào)p表示，單位為Pa功率功率可分為有效功率和軸

19、功率。有效功率指單位時(shí)間通過(guò)風(fēng)機(jī)的流體獲得的功，即風(fēng)機(jī)的輸出功率，用Pe表示單位為kw軸功率即原動(dòng)機(jī)傳到風(fēng)機(jī)軸上的功率，又稱輸入功率用Pa表示軸功率通常用電測(cè)法測(cè)定，即用功率表測(cè)出原動(dòng)機(jī)輸入功率則其中、-原動(dòng)機(jī)輸出功率及原動(dòng)機(jī)效率；-傳動(dòng)裝置效率效率效率是風(fēng)機(jī)總效率的簡(jiǎn)稱，指風(fēng)機(jī)輸出功率與輸入功率之比的百分?jǐn)?shù)。反映風(fēng)機(jī)在傳遞能量的過(guò)程中軸功率有效利用的程度，用表示建立風(fēng)機(jī)進(jìn)出口的能量關(guān)系式，同氣體的位能(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(dòng)壓、之和。式（4-1）適用于風(fēng)機(jī)進(jìn)出口

20、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(jì)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(dòng)壓兩部分組成。離心風(fēng)機(jī)全壓值上限僅為1500mm（14710Pa），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(dòng)壓不能忽略，即全壓不等于靜壓。例如，當(dāng)送風(fēng)管路動(dòng)壓全部損失（即出口損失）的情況下，管路只能依靠靜壓工作。為此，離心風(fēng)機(jī)引入了全壓、靜壓和動(dòng)壓的概念。風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓定義為風(fēng)機(jī)出口動(dòng)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(dòng)壓，即 (N/) （43）風(fēng)機(jī)的全

21、壓等于風(fēng)機(jī)的靜壓與動(dòng)壓之和，即 (N/) （44）以上定義的風(fēng)機(jī)全壓，靜壓 和動(dòng)壓，不但都有明確的物理意義；而且也是進(jìn)行風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)，表示風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的依據(jù)。圖4-1軸流式風(fēng)機(jī)性能曲線4.2性能曲線在風(fēng)機(jī)的基本性能測(cè)試中，通常選用轉(zhuǎn)速作為固定值，然后建立全壓、軸功率、效率等隨流量的變化的函數(shù)關(guān)系。風(fēng)機(jī)的性能曲線是指在轉(zhuǎn)速和流體的密度、葉片安裝角一定時(shí)風(fēng)機(jī)的全壓、軸功率、效率等隨流量變化的一組關(guān)系曲線。風(fēng)機(jī)的性能曲線有以下五條：全壓與流量的關(guān)系曲線，用pQV表示；軸功率與流量的關(guān)系曲線，用P-QV表示；全壓效率與流量的關(guān)系曲線，用-QV表示。軸流式風(fēng)機(jī)性能曲線是在葉輪轉(zhuǎn)速和葉片安裝角一定時(shí)測(cè)量得

22、到的，如圖4-1所示。其形狀特點(diǎn)是p-qV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，在qV =0時(shí)，p最大；Pa-qV曲線，在qV=0時(shí)，Pa最大，隨著qV的增大Pa減小，因此軸流風(fēng)機(jī)不允許在空負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)，除非動(dòng)葉可調(diào)；曲線，高效區(qū)比較窄，最高效率點(diǎn)接近不穩(wěn)定分界點(diǎn)c。分析p-qV性能曲線出現(xiàn)馬鞍形狀的原因，是風(fēng)機(jī)在不同流量下，流體進(jìn)入葉型沖角的改變，引起葉型升力系數(shù)變化。圖p-qV性能曲線上a,b,c,d,e為各工況點(diǎn)，曲線上d為設(shè)計(jì)工況，此時(shí)流體流線沿葉高分布均勻，效率最高；流量大于設(shè)計(jì)值時(shí)，葉頂出口處產(chǎn)生回流，流體向輪轂偏轉(zhuǎn)，損失增加，全壓降低，效率下降；當(dāng)流量減少時(shí)，

23、在時(shí)，沖角增大，升力系數(shù)增大，全壓稍有升高，在時(shí)，全壓最高；當(dāng)流量再減小，處于時(shí)，在葉片背部產(chǎn)生葉面層分離，形成脫流，阻力增加，全壓下降，在時(shí)全壓最低；而當(dāng)時(shí)，全壓開始升高，這是因?yàn)榱髁亢苄r(shí)能量沿葉高偏差較大形成二次流，使從葉頂流出的流體又返回葉根再次提高能量，使全壓升高，直到qV=0時(shí)，全壓達(dá)到最大值。5軸流式通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況及調(diào)節(jié)5.1軸流式通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況的確定圖解風(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(dòng)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(duì)風(fēng)機(jī)裝置來(lái)說(shuō)，兩條曲線

24、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。5.1.1風(fēng)機(jī)裝置的管路特性曲線圖 5-1管路性能曲線及工作點(diǎn)的確定風(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)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/) (5-1)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(jì)算確定。式子（5-1）表示的管路性能曲線

25、在坐標(biāo)系中是一條通過(guò)原點(diǎn)的二次拋物線。全壓表示風(fēng)機(jī)提供的總能量，但是用于克服管路系統(tǒng)阻力的損失能量只能是全壓中靜壓能量。因此，風(fēng)機(jī)裝置工況的確定，有時(shí)需要用風(fēng)機(jī)的靜壓與流量關(guān)系（）曲線來(lái)確定相應(yīng)的裝置工況。此時(shí)，風(fēng)機(jī)裝置將出現(xiàn)全壓工況點(diǎn)N 和靜壓工況點(diǎn) M ，如圖 5-1 所示，這是意義不同的兩個(gè)工況點(diǎn)。5.1.2工作點(diǎn)的確定風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況在其性能曲線上的位置即為運(yùn)行工況點(diǎn)，通常稱為工作點(diǎn)。將風(fēng)機(jī)的工作管路特性曲線按同一比例繪于風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速的性能曲線上，如圖5-1所示N點(diǎn)就是風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)在輸送該流量時(shí)產(chǎn)生的能頭恰好等于管路系統(tǒng)中通過(guò)這一流量時(shí)所需要的能頭，即N點(diǎn)為能量的供求平衡點(diǎn)。N

26、點(diǎn)對(duì)應(yīng)的這組參數(shù)即為該風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況。對(duì)于風(fēng)機(jī)要加以說(shuō)明的是，雖然反映風(fēng)機(jī)總能量用全壓的概念，但全壓中動(dòng)能往往占有較大的比例，而真正能克服管路阻力的是全壓中的動(dòng)能部分。當(dāng)官路阻力較大時(shí)，用全壓來(lái)確定工作點(diǎn)難以滿足系統(tǒng)的要求。因而風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)有時(shí)還用靜壓流量曲線Pst-QV與管路特性曲線的交點(diǎn)M，見圖5-1風(fēng)機(jī)p-QV性能曲線與管路特性曲線的交點(diǎn)N為風(fēng)機(jī)的總工作點(diǎn)。5.2風(fēng)機(jī)的非穩(wěn)定運(yùn)行工況風(fēng)機(jī)正常工作時(shí)呈現(xiàn)的是穩(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(shí)，某些風(fēng)機(jī)就會(huì)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。與軸流泵相同，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)

27、定工作區(qū)，風(fēng)機(jī)一旦進(jìn)入該區(qū)工作，就會(huì)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。圖5-25.2.1葉柵的旋轉(zhuǎn)脫流圖5-3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(duì)運(yùn)動(dòng)就是翼型繞流。在翼型繞流特性分析中，定義相對(duì)運(yùn)動(dòng)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5-2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(shí)，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(shí)，葉片背水面尾部流動(dòng)產(chǎn)生分離，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)沖角增大到某一臨界值后，流動(dòng)分離點(diǎn)前移，分離區(qū)擴(kuò)大，致使升力明顯下降而阻力急劇增

28、大。這種繞流現(xiàn)象稱為脫流（或失速）。對(duì)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(gè)重要原因。圖5-4風(fēng)機(jī)駝峰形性能曲線軸流風(fēng)機(jī)葉輪是由繞輪轂的若干個(gè)翼型組成的葉柵，圖5-3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(guò)旋轉(zhuǎn)葉柵時(shí)也會(huì)產(chǎn)生脫流現(xiàn)象，但這種脫流總是在某一個(gè)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(dòng)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(dòng)匯合使1、3流道的流量增大。由于匯流改變了1、3流道的流動(dòng)狀況，也改變了1、3流道的進(jìn)口流動(dòng)方向。流道2向流道1的分流方向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相同，將使葉片沖

29、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(dòng)狀況，而流道3因脫流而是非正常的流動(dòng)狀況。與前面的分析完全相同，當(dāng)流道3因脫流而發(fā)生流動(dòng)阻塞時(shí)，也將影響到2、4流道的流動(dòng)，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(guò)程是順序反復(fù)進(jìn)行的。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)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(duì)葉片仍有很高的作用頻率。同時(shí)，脫流前后作用于葉片的壓力大小也有

30、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(shí)，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)。5.2.2風(fēng)機(jī)的喘振風(fēng)機(jī)駝峰形性能曲線如圖5-4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)定工作區(qū)。現(xiàn)對(duì)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)行討論。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5-4，裝

31、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達(dá)到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(shí)，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，所以管路壓力保持不變。在風(fēng)機(jī)無(wú)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)QP性能變化沿CD線進(jìn)行。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(wú)流量的輸出也無(wú)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

32、E點(diǎn)。但是，由于外界所需風(fēng)量仍保持，所以上述過(guò)程將按EKCDE的順序周期性地反復(fù)進(jìn)行。以上討論也是對(duì)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(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)流量壓力的大幅度波動(dòng)，引起裝置的劇烈振動(dòng)，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(shí)，產(chǎn)生的共振會(huì)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)盡量避免采用駝峰形性能曲線；在任何條件下，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。5.2.3風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的“搶風(fēng)”

33、現(xiàn)象當(dāng)風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作也存在不穩(wěn)定區(qū)時(shí)，將會(huì)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。圖5-5風(fēng)機(jī)性能曲線及并聯(lián)性能曲線圖4-18兩臺(tái)具有駝峰形曲線的風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作。假定為同型號(hào)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(gè)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5-5所示。當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行工況點(diǎn)為A時(shí)，相應(yīng)每臺(tái)風(fēng)機(jī)均在A1點(diǎn)工作，風(fēng)機(jī)為穩(wěn)定運(yùn)行。若并聯(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(gè)交點(diǎn)，即B點(diǎn)和C點(diǎn)。當(dāng)在B點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)每臺(tái)風(fēng)機(jī)均在B1點(diǎn)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)

34、行時(shí)，工況點(diǎn)將下移到C點(diǎn)，這時(shí)相應(yīng)每臺(tái)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(tái)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(tái)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(shí)的平衡狀態(tài)，隨時(shí)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(tái)風(fēng)機(jī)流量很小甚至出現(xiàn)倒流；同型號(hào)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(guò)程的反復(fù)進(jìn)行，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。圖5-6入口節(jié)流調(diào)節(jié)“搶風(fēng)”現(xiàn)象不僅影響了并聯(lián)裝置的正常工作，而且還可能引起裝置的振動(dòng)，電機(jī)的空載或過(guò)載等不良后果。因此，應(yīng)盡量

35、避免并聯(lián)風(fēng)機(jī)的不穩(wěn)定運(yùn)行。如低負(fù)荷工作時(shí)應(yīng)采用單臺(tái)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(lái)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。5.3風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況調(diào)節(jié)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(dòng)葉調(diào)節(jié)等不同方法。 5.3.1風(fēng)機(jī)入口節(jié)流調(diào)節(jié) 圖5-7風(fēng)機(jī)出口節(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(lái)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(shí)，由于入口節(jié)流裝置一般安裝在風(fēng)機(jī)進(jìn)口前部位，

36、節(jié)流時(shí)其斷面速度非均勻分布，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，圖5-8動(dòng)葉調(diào)節(jié)則由變化后的兩條性能曲線決定，如圖5-6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。若采用出口節(jié)流調(diào)節(jié)，則工況點(diǎn)應(yīng)為，能量損失為。由于，所以入口節(jié)流調(diào)節(jié)適用于小型風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)。入口節(jié)流調(diào)節(jié)除了改變?nèi)~輪進(jìn)的速度分布之外同時(shí)還降低了葉輪進(jìn)口部位的壓力，對(duì)于水泵增加了汽蝕的危險(xiǎn)性，因此水泵不采用這種調(diào)節(jié)方法。 5.3.2風(fēng)機(jī)出口節(jié)流調(diào)節(jié)出口節(jié)流調(diào)節(jié)就是將調(diào)節(jié)閥裝在風(fēng)機(jī)的壓出管路上，改變調(diào)節(jié)閥的開度可進(jìn)行工況調(diào)節(jié)，如圖5-7所示。I

37、曲線為調(diào)節(jié)閥全開時(shí)管路系統(tǒng)的特性曲線。此時(shí)工作點(diǎn)為M。如需將風(fēng)機(jī)的流量減少為q1a,則應(yīng)關(guān)小調(diào)節(jié)閥開度，閥門局部阻力系數(shù)增大，使管路特性曲線上揚(yáng)為I，工作點(diǎn)移到A。5.3.3靜葉調(diào)節(jié)入口靜葉調(diào)節(jié)是軸流式、混流式風(fēng)機(jī)中采用的一種調(diào)節(jié)方式。其調(diào)節(jié)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、操作靈活方便且調(diào)節(jié)后駝峰性能有所改善，穩(wěn)定工況區(qū)擴(kuò)大，提高了運(yùn)行的可靠性。在調(diào)節(jié)量不大時(shí)，調(diào)節(jié)的附加阻力較小，調(diào)節(jié)效率較高。但是隨著調(diào)節(jié)量的增大，調(diào)節(jié)效率將不斷降低。5.3.4動(dòng)葉調(diào)節(jié)動(dòng)葉調(diào)節(jié)一般由兩種方式：一種為半調(diào)，即在風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，改變動(dòng)葉安裝角度，而風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能調(diào)節(jié)，另一種為全調(diào)，即在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可隨時(shí)改變動(dòng)葉片安裝角。動(dòng)葉調(diào)

38、節(jié)的傳動(dòng)方式有機(jī)械式和液壓式，常見為液壓式。動(dòng)葉調(diào)節(jié)優(yōu)于入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)，如圖5-8所示在為繪制在同一坐標(biāo)系中，軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)曲線。圖5-9變速調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)的主要特點(diǎn)為：在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)流量時(shí)效率改變較小，調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性高。另外，還可以由額定流量向流量減小或增大的兩個(gè)方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍較大。因此，電廠中大型機(jī)組的送、引風(fēng)機(jī)，軸流式、混流式、循環(huán)水泵等廣泛采用動(dòng)葉調(diào)節(jié)。5.3.5變速調(diào)節(jié)通過(guò)改變轉(zhuǎn)速來(lái)改變泵與風(fēng)機(jī)的性能曲線。原理：依據(jù)比例定律。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速改變，效率不變，經(jīng)濟(jì)性最好。右圖所示為風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由n1升為n2或降為n3時(shí)，性能曲線的變化情況。由圖可見，風(fēng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速升高，其流量、

39、全壓增大;反之流量全壓減少。變速調(diào)節(jié)中管路特性不變，不存在附加的調(diào)節(jié)阻力，調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性高，是泵與風(fēng)機(jī)較為理想的調(diào)節(jié)方法。但是，變速調(diào)節(jié)必須使用變速原動(dòng)機(jī)或增設(shè)變速裝置，增加了設(shè)備投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。故這種調(diào)節(jié)方式主要用于調(diào)節(jié)較頻繁的大、中型泵或風(fēng)機(jī)。 6軸流風(fēng)機(jī)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)通風(fēng)機(jī)主要工作參數(shù)，風(fēng)量Q，風(fēng)壓P，軸功率Pa，轉(zhuǎn)速n（從而計(jì)算效率）的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出軸流式風(fēng)機(jī)的特性曲線（包括PQ曲線，PstQ曲線，NQ曲線， Q曲線）。6.2實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1236-2000通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)并制作了本實(shí)驗(yàn)裝置，本實(shí)驗(yàn)采用C型裝置管道 進(jìn)口

40、和自由出口實(shí)驗(yàn)法。流量測(cè)量采用皮托靜壓管（比托管）測(cè)定法。裝置如圖6-1所示： 圖6-1 實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖1.支架 2. 風(fēng)量調(diào)節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 3.調(diào)節(jié)尾門4. 整流柵5、進(jìn)氣管6、靜壓測(cè)量傳感器7、動(dòng)壓測(cè)量傳感器8、進(jìn)風(fēng)溫度 9、風(fēng)機(jī)風(fēng)管連接件10、出氣溫度11、軸流風(fēng)機(jī)12、聯(lián)軸器13、平衡電機(jī)14、轉(zhuǎn)速傳感器15、重力傳感器16、儀表盤17、巡檢顯示儀18、大氣壓計(jì)空氣經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)閥2進(jìn)入風(fēng)管，在整流格柵4后部用畢托管和微壓計(jì)測(cè)試管內(nèi)靜壓及動(dòng)壓,用溫度傳感器8測(cè)量3斷面溫度，用溫度傳感器10測(cè)量2斷面溫度，用大氣壓計(jì)18測(cè)量大氣壓力，然后計(jì)算得出斷面平均流速V和風(fēng)量Q，通風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力，通風(fēng)機(jī)出口壓

41、力，通風(fēng)機(jī)壓力、容積流量、通風(fēng)機(jī)空氣功率等 。用平衡電機(jī)13及平衡電機(jī)力臂測(cè)定軸功率N。風(fēng)機(jī)效率由測(cè)定的流量Q，風(fēng)壓P和軸功率N用下列公式計(jì)算得出。由于本實(shí)驗(yàn)臺(tái)基準(zhǔn)馬赫數(shù)小于0.15和壓比小于1.02，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1236-2000規(guī)定，流經(jīng)通風(fēng)機(jī)和試驗(yàn)風(fēng)道的空氣可以看作是不可壓縮的：實(shí)驗(yàn)風(fēng)管內(nèi)的溫度可以測(cè)量，且于是可求試驗(yàn)條件下的通風(fēng)機(jī)性能。6.2.1用比托靜壓管測(cè)定質(zhì)量流量式中：流量測(cè)量斷面處的靜壓（Pa）；流量測(cè)量斷面處的表壓（Pa）；測(cè)試地點(diǎn)的大氣壓力（Pa）；為了測(cè)定風(fēng)量Q，將風(fēng)管斷面分成等面積的圓環(huán)，測(cè)定各圓環(huán)的靜壓及動(dòng)壓，測(cè)點(diǎn)位置如圖6-2所示。圖6-2 Pdj測(cè)點(diǎn)位置、測(cè)點(diǎn)

42、半徑本實(shí)驗(yàn)風(fēng)管直徑400mm，分四個(gè)圓環(huán)測(cè)定4個(gè)點(diǎn)的動(dòng)壓。質(zhì)量流量按下是確定：一般取=0.99、=1即可。6.2.2通風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力= 因?yàn)椋汉蜑樨?fù)值?；?6.2.3通風(fēng)機(jī)出口壓力通風(fēng)機(jī)出口靜壓等于大氣壓，即6.2.4通風(fēng)機(jī)壓力通風(fēng)機(jī)壓力和通風(fēng)機(jī)靜壓可按下式求得6.2.5容積流量計(jì)算在進(jìn)口滯止條件下， 6.2.6通風(fēng)機(jī)空氣功率的計(jì)算6.2.7通風(fēng)機(jī)效率的計(jì)算由通風(fēng)機(jī)體積流量QV和全壓P來(lái)計(jì)算通風(fēng)機(jī)有效功率供給通風(fēng)機(jī)軸的機(jī)械功率用平衡電機(jī)測(cè)定。 (8)式中 軸功率（kw）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）L平衡電機(jī)力臂長(zhǎng)度（m）G風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平衡重量（N）G0風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)的平衡重量（N）通風(fēng)機(jī)軸效率 。7實(shí)驗(yàn)分

43、析7.1軸流式風(fēng)機(jī)的性能曲線分析在一定的轉(zhuǎn)速下，對(duì)葉片安裝角固定的軸流式泵與風(fēng)機(jī)，試驗(yàn)所測(cè)得的典型性能曲線如圖所示。qvH(P)曲線，隨流量qv減小，揚(yáng)程(全壓)先是上升，當(dāng)減小到qvc時(shí)，揚(yáng)程(全壓)開始下降，流量再減小到qvb時(shí)，揚(yáng)程(全壓)又開始上升直到流量為零時(shí)的最大值。軸流式風(fēng)機(jī)性能曲線歸結(jié)起來(lái)有以下特點(diǎn)：(1) qvH(P)性能曲線，在小流量區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)駝峰形狀，在左邊為不穩(wěn)定工作區(qū)段，一般不允許風(fēng)機(jī)在此區(qū)域工作。(2) 軸功率P在空轉(zhuǎn)狀態(tài)（qv=0）時(shí)最大，隨流量的增加隨之減少，為避免原動(dòng)機(jī)過(guò)載，對(duì)軸流式泵與風(fēng)機(jī)要在閥門全開狀態(tài)下啟動(dòng)。如果葉片安裝角是可調(diào)的，在葉片安裝角小時(shí)，軸功

44、率也小，所以對(duì)可調(diào)葉片的軸流式泵與風(fēng)機(jī)可在小安裝角時(shí)啟動(dòng)。(3) 軸流式泵與風(fēng)機(jī)高效區(qū)窄。但如果采用可調(diào)葉片，則可使在很大的流量變化范圍內(nèi)保持高效率。這就是可調(diào)葉片軸流式泵與風(fēng)機(jī)較為突出的優(yōu)點(diǎn)。7.2葉片安裝角、轉(zhuǎn)速對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響（1）葉片安裝角對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響由實(shí)驗(yàn)測(cè)得性能曲線圖可見，葉片安裝角增大時(shí)，相同風(fēng)量下全壓增大，但效率卻呈平移特性，隨風(fēng)量的變化不似全壓那樣規(guī)律。另外，由于安裝角改變時(shí)，效率的變化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于全壓的改變程度，工程上廣泛使用調(diào)節(jié)動(dòng)葉來(lái)改變風(fēng)機(jī)工況，從而取得較滿意的節(jié)能效果。(2) 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)風(fēng)機(jī)性能的影響在相同的安裝角度下，工作轉(zhuǎn)速升高一倍，根據(jù)泵與風(fēng)機(jī)的相似定律：，全壓增加到原來(lái)的四倍；，軸功率增加到原來(lái)的八倍；，流量增加到原來(lái)的兩倍。由軸流風(fēng)機(jī)的速度三角形知，轉(zhuǎn)速的變化會(huì)引起圓周速度的變化，從而改變了氣流流動(dòng)的方向。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，葉輪牽連速度u增加，則氣體相對(duì)于葉輪的進(jìn)口速度w,和出口速度w2也有所增加，而氣流進(jìn)口角