精選冷卻塔風(fēng)機(jī)工程手冊(cè)校訂完

1、目錄第七版序言 31風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和選擇 4 1)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì) 4 2)風(fēng)機(jī)選擇 4 3)風(fēng)機(jī)選擇范例 72風(fēng)機(jī)性能變化規(guī)律 11 1)風(fēng)機(jī)規(guī)律 11 2)風(fēng)機(jī)性能的變化 123風(fēng)機(jī)效率 15 1)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率 15 2)系統(tǒng)損失 16 3)風(fēng)機(jī)試驗(yàn) 184風(fēng)機(jī)風(fēng)筒 21 1)概要 21 2)動(dòng)壓的補(bǔ)償作用 23 3)流譜 245風(fēng)機(jī)動(dòng)力運(yùn)行特性 26 1)概述 26 2)風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)特性 26 3)臨界速度 28 4)共振頻率的余度 28 5)風(fēng)機(jī)振動(dòng)的監(jiān)測(cè) 306葉片平衡技術(shù) 35 7風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的力 36 1)扭矩 36 2)徑向力 36 3)軸向力載荷 378電機(jī)尺寸 38 1)電機(jī)容量 38 2)空氣

2、動(dòng)力的考慮 38 3)機(jī)械上的考慮 38 4)電機(jī)額定輸入功率 41 5)電機(jī)額定輸出功率 416)用極數(shù)控制轉(zhuǎn)速 419節(jié)省能源 43 1)冷卻塔熱力設(shè)計(jì)策略 43 2)部件設(shè)計(jì) 4410能量節(jié)約法49 1)電機(jī)效率 49 2)多轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)的控制 51 3)變速風(fēng)機(jī)控制 53 4)變距控制 5311電機(jī)產(chǎn)生的噪聲571)噪聲的概念572)國(guó)際使用的噪聲標(biāo)準(zhǔn)593)冷卻塔噪聲604)風(fēng)機(jī)噪聲605)聲功級(jí)616)每級(jí)波段(8音節(jié))的聲功級(jí)617)聲壓級(jí)628)兩個(gè)或更多噪聲源的計(jì)算649)風(fēng)機(jī)噪聲的減少6412輪轂?zāi)Ｊ降倪x擇 651)輪轂系列 652)軸襯 653)3000、4000/5000輪

3、轂芯軸系列 664)頂部固定板和推力襯套 6813 h葉片的材料結(jié)構(gòu) 6914冷卻塔吹風(fēng)試驗(yàn) 701)風(fēng)速計(jì)法 702)皮托管法 703)測(cè)量地點(diǎn) 714)風(fēng)速計(jì)與皮托管精度的比較 725)流量試驗(yàn)的準(zhǔn)備 726)風(fēng)速計(jì)皮托管位置計(jì)算 7215風(fēng)機(jī)性能的實(shí)地測(cè)量751)引言 752)設(shè)備 753)準(zhǔn)備試驗(yàn) 764)步驟 765)風(fēng)機(jī)性能計(jì)算 7916風(fēng)機(jī)故障排除 811)頻率響應(yīng)的余度 812)單個(gè)葉片的制動(dòng)功率 813)壓力余度 814)拖速電機(jī) 815)風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn) 816)葉片前緣的沖蝕 817)振動(dòng) 81參考文獻(xiàn) 82 冷卻塔軸流風(fēng)機(jī)工程手冊(cè)第七版序言這里提供的手冊(cè)，試圖解決空冷風(fēng)機(jī)工程中

4、所遇到的全部問(wèn)題。幾個(gè)工廠(chǎng)的權(quán)威人士授權(quán)我編寫(xiě)本手冊(cè)，首先這種手冊(cè)對(duì)我而言是從未寫(xiě)過(guò)的，其次我將重復(fù)一些相同的共知的問(wèn)題，并寫(xiě)出冷卻塔工程師所應(yīng)回答的任何問(wèn)題，這個(gè)題目的情報(bào)來(lái)源，是根據(jù)冷卻塔工程師所提供的。第一步,安排回答冷卻塔工程師工作中間的問(wèn)題。要獲得手冊(cè)的觀(guān)念，我需要閱讀和學(xué)習(xí)上百份甚至更多的從不同渠道得來(lái)的參考資料，而這又要分幾種情況，我要與hudson公司的工程師和其他作者取得聯(lián)系，其中最有價(jià)值的資料來(lái)自hudson公司中最有經(jīng)驗(yàn)的工程師手中。除此以外，參考資料是我經(jīng)過(guò)多年搜索而編，主要是飛機(jī)設(shè)計(jì)師的私人經(jīng)驗(yàn)。包含在手冊(cè)中的大量資料內(nèi)容在我之前是未出版過(guò)的。這本手冊(cè)的意義在于，它是

5、提供給冷卻塔工程師及其有關(guān)工作者的一個(gè)指南，它在當(dāng)今來(lái)說(shuō)是一個(gè)可靠的資料，了解本手冊(cè)再設(shè)計(jì)和運(yùn)行冷卻塔時(shí)將不再有困難。從第一版出版至今已有五年了，而第六出版至今才四個(gè)月。與第一版相比，其變化是巨大的，一個(gè)強(qiáng)烈的欲望使我要出版第七版，可能的原因是幾方面的。kepco熱電廠(chǎng)更關(guān)心的是冷卻塔躁聲控制，一些機(jī)械和石化公司迫使我們提出節(jié)能，1994年夏，風(fēng)機(jī)運(yùn)行中破壞引發(fā)很多事故，所有這些情況，引發(fā)了寫(xiě)第七版的早期原因。 daeil水冷有限公司的冷卻塔技術(shù)站1風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和選擇1) 風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)每個(gè)風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)點(diǎn)是對(duì)應(yīng)一種狀態(tài),即特定的流量，總壓，空氣密度和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。有了這些初始數(shù)據(jù)，就可以確定一種平面形狀和扭轉(zhuǎn)

6、角的分布，它將使所需功率為最小。要使空氣流動(dòng)，風(fēng)機(jī)要克服兩種阻力，就是風(fēng)機(jī)流動(dòng)中各切面的壓力降。首先是附加損失稱(chēng)為動(dòng)壓損失，這是推動(dòng)一定量的空氣流動(dòng)所必需的能量，它對(duì)克服系統(tǒng)阻力是不做功的，所做功是使熱空氣離開(kāi)設(shè)備而形成的。其次是靜壓損失，它是入口損失，填料損失,收水器損失,及風(fēng)機(jī)入口壓力降等組成，這些是風(fēng)機(jī)所做的功，是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)所要考慮的內(nèi)容。不管風(fēng)速在葉片處是否均勻，葉片和輪轂的設(shè)計(jì)將決定風(fēng)機(jī)的主要功能。具有適當(dāng)?shù)南议L(zhǎng)和扭角的葉片設(shè)計(jì)，將保證動(dòng)壓在整個(gè)流動(dòng)中是均勻的。一個(gè)完整的輪轂設(shè)計(jì)將能防止輪轂與葉片間的漏氣，即防止輪轂處反向流，下面有兩個(gè)情況是每個(gè)設(shè)計(jì)者都要對(duì)應(yīng)的。通過(guò)草圖設(shè)計(jì)新塔，試圖

7、給出最佳設(shè)計(jì)在一個(gè)未知情況的老塔上更換風(fēng)機(jī)我們?cè)谌碌倪x擇過(guò)程中，尋找最佳的風(fēng)機(jī)直徑，葉片數(shù)和葉片的類(lèi)型，需要的漿距角，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及功率（馬力）。在某些情況下要看epa（美國(guó)環(huán)保）提出的聲壓級(jí)噪聲的要求，以及工作的環(huán)境要求的噪聲水平，更重要的是工廠(chǎng)邊界的噪聲水平，或者給出住宅等敏感區(qū)的噪聲要求。實(shí)際上不常遇到的事是，對(duì)于老塔更換風(fēng)機(jī)時(shí)，沒(méi)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可用，此時(shí)只能用近似的估計(jì)功率曲線(xiàn)，同時(shí)考慮傳動(dòng)比和近似的空氣密度。我們可以尋找適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)來(lái)替代。選擇hudson風(fēng)機(jī)替代已有的風(fēng)機(jī)，通常是比較簡(jiǎn)單的，要替換已有風(fēng)機(jī)必須預(yù)先知道如下情況:風(fēng)機(jī)直徑電機(jī)功率減速箱的傳動(dòng)比軸的尺寸和減速類(lèi)型裝置所在海平面高度

8、的估算2)風(fēng)機(jī)選擇在下面選擇中，風(fēng)機(jī)最佳直徑，葉片數(shù)，葉片類(lèi)型，所需的漿距角，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以及風(fēng)機(jī)功率的估算，都要通過(guò)計(jì)算機(jī)的葉片選擇程序，為此下面的一些要素要考慮和提供(1)應(yīng)用風(fēng)機(jī)：引風(fēng)或鼓風(fēng)式的冷卻塔草圖(2)風(fēng)機(jī)流量（呎3/分）：典型的風(fēng)機(jī)直徑與流量關(guān)系如下，在風(fēng)機(jī)入口處，速度是由1600到2000呎/分，空氣速度不會(huì)超過(guò)2100呎/分（即10.67m/s），這是一個(gè)準(zhǔn)則，這樣可以引導(dǎo)出風(fēng)機(jī)的最佳性能。多余的風(fēng)量是在風(fēng)筒中與水滴相撞擊，形成功率的損失。風(fēng)機(jī)直徑 (ft)風(fēng)機(jī)凈面積 (ft2)正常流量(cfm)最大流量 (cfm)12102.30163,700 - 204,600214,8

9、0013121.93195,100 - 243,900256,10014143.14229,000 - 286,300300,60016178.72286,000 - 357,400375,30018232.13371,400 - 464,300487,50020291.82466,900 - 583,600612,80022348.63557,800 - 697,300732,10024420.89673,400 - 841,800883,90026488.69781,900 - 977,4001,026,30028573.52917,600 - 1,1470001,204,40030654

10、.621,063,400 - 1,329,2001,395,700（3）風(fēng)機(jī)直徑（呎）或塔的橫截面面積（呎2）：風(fēng)機(jī)直徑是很重要的，主要是直徑影響動(dòng)壓值，而動(dòng)壓是附加的壓力損失，風(fēng)機(jī)直徑影響風(fēng)機(jī)的壓力容量。據(jù)我們估計(jì)，對(duì)于最佳直徑風(fēng)機(jī)，動(dòng)壓值可以比較小，其小的確切范圍是0.14到0.25英吋水柱（1600到2000呎/分下，密度0.068磅/呎3），當(dāng)然，其他因素也影響風(fēng)機(jī)的直徑選擇，如塔體尺寸的限制，或已有裝置對(duì)風(fēng)機(jī)的要求等。 對(duì)于高動(dòng)壓的需求，最好是增加風(fēng)機(jī)葉片數(shù)，此時(shí)最好的情況是轉(zhuǎn)換動(dòng)壓為靜壓力，通過(guò)增加擴(kuò)壓段，使動(dòng)能變成靜壓能（稱(chēng)為擴(kuò)壓段）。實(shí)度比是葉片總寬度對(duì)其所在圓周長(zhǎng)的比值，是用

11、于比較風(fēng)機(jī)壓力容量的一個(gè)方法，比值越高，通常風(fēng)機(jī)有用功也越大。另外一方面最佳風(fēng)機(jī)直徑選擇要考慮成本，非標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)制造的成本是要增加的。（標(biāo)準(zhǔn)直徑是7，8，9，10，11，12，13，14，16，18，20，22，24，26，28，30，32呎）為了得到合適的氣流分布，通常對(duì)于引風(fēng)式冷卻塔風(fēng)機(jī)覆蓋面積不小于30%，鼓風(fēng)式不低于40%，少數(shù)風(fēng)機(jī)直徑小于這個(gè)比例，則需要更大的氣室，使來(lái)自收水器的空氣能進(jìn)行充分的混合。另一方面，空氣較少的混合通常會(huì)形成紊流，造成較大的振動(dòng)和噪聲，降低風(fēng)機(jī)性能，來(lái)自收水器的空氣也不能平穩(wěn)光順的進(jìn)入到風(fēng)機(jī)處。（4）實(shí)際靜壓（吋水柱）：總的靜壓由進(jìn)口百葉窗，填料，收水器以及風(fēng)

12、機(jī)進(jìn)口壓力降組成，如果你有使用第四章中定義的，不同類(lèi)型的塔體擴(kuò)壓管，使壓力得到回收，從而可以補(bǔ)償靜壓（風(fēng)機(jī)靜壓管的擴(kuò)壓錐角通常為7°，入口是橢圓形，漿尖間隙0.08%，收縮效率為70%。）。入口百葉窗，收水器，風(fēng)機(jī)入口的壓降計(jì)算是很容易的，填料造成的壓降，可通過(guò)查曲線(xiàn)得知（根據(jù)氣流速度，水的噴淋，填料的厚度以及空氣密度，和填料的特定型式等計(jì)算），入口百葉窗，收水器，風(fēng)機(jī)入口等壓降計(jì)算由公式進(jìn)行：k×0.5×(密度×0.1922) ×（v2/115820）'，其中k是壓降系數(shù)， g=9.8016 m/s2=115820 ft/min2，而

13、1 b/ft2=0.1922英吋水柱，通常入口百葉窗的k=1.53.5，收水器是2.03.0，入口是0.10.35。 風(fēng)機(jī)壓降系數(shù)位置逆流塔橫流塔空氣入口 w/百葉窗外1.5n/a空氣入口 w/大型,寬距百葉窗 2 到 32 到 3空氣入口 w/小型,窄距百葉窗 2.5 到 3.52.5 到 3.5收水器2.0 到 3.02.0 到 3.0風(fēng)機(jī)入口0.1 到 0.350.1 到 0.35（5）風(fēng)機(jī)溫度（）、海拔高度（ft）及空氣密度（1b/ft3）：對(duì)選擇風(fēng)機(jī)是個(gè)非常重要的因素，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)風(fēng)壓與軸功率隨密度的改變有很大變化，這些因素與密度成比例，hudson風(fēng)機(jī)曲線(xiàn)是專(zhuān)對(duì)70 ，海平面而繪制的，

14、冷卻塔出口的濕空氣不是簡(jiǎn)單的飽和狀態(tài)，而是干燥的空氣中滲入了水蒸氣。（6）風(fēng)機(jī)入口形狀：橢圓喇叭型入口（h/l=0.15×d或h/l=0.1d，d是風(fēng)機(jī)直徑）或什么樣的橢圓最好呢？什么樣的橢圓形入口的氣流均勻平穩(wěn)，使之在風(fēng)機(jī)処具有輕微的紊流。另外，入口形狀會(huì)增加額外阻力，其阻力是風(fēng)機(jī)承擔(dān)，額外的阻力取決于壓力損失系數(shù)，同樣會(huì)形成入口處的噪聲。（7）由風(fēng)機(jī)水平面到風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓管頂部為文氏管高度（呎）：在潮濕的冷卻塔情況下，一個(gè)改善進(jìn)口條件的方法，是保持軸功率，減少風(fēng)機(jī)入口的空氣反流，這就要求風(fēng)筒有一個(gè)小的出口擴(kuò)壓錐，入口有一個(gè)圓形喇叭口，這可以減少出口動(dòng)壓，使其小于葉片處動(dòng)壓。因?yàn)閮商幜髁?/p>

15、相同，所以動(dòng)壓補(bǔ)償轉(zhuǎn)成“靜壓回收”，形成風(fēng)機(jī)需要的全壓減少，因此節(jié)省了軸功率。下面是風(fēng)機(jī)管道的形狀，它是在冷卻塔中實(shí)際使用的風(fēng)管形狀。（8）障礙物面積及其到風(fēng)機(jī)的距離（呎2/呎）：障礙物主要是支撐風(fēng)機(jī)的樑柱，減速箱，傳動(dòng)軸等形成。由于這些障礙物是在風(fēng)機(jī)的前面，影響了氣流，這就造成了實(shí)際流道的堵塞，因此造成額外損失，這個(gè)損失與風(fēng)機(jī)管道的總面積和障礙物面積比有關(guān)，與風(fēng)機(jī)管道直徑與障礙物到風(fēng)機(jī)葉尖距離比有關(guān)，除阻力增加之外，障礙物還會(huì)使噪聲增大。（9）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（rpm），電機(jī)全載荷轉(zhuǎn)速，減速比（10）風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器：電機(jī)，轉(zhuǎn)速控制（單轉(zhuǎn)速，雙速或變速）（11）槳距角控制：可調(diào)的或可變距的（12）支持樑的

16、數(shù)目（13）最小轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的余度%，詳細(xì)的敘述在第五章（14）要求噪聲水平（db(a)）（15）冷卻塔結(jié)構(gòu)和風(fēng)筒擴(kuò)壓段的材料：這里要考慮的是減速器本身的最大極限情況，是非正常的情況在美國(guó)最通常的是用最少的葉片數(shù)，以減少木質(zhì)塔和玻璃鋼風(fēng)筒的振動(dòng)，這可以避免危險(xiǎn)的氣動(dòng)載荷誘發(fā)塔的振動(dòng)。較少的葉片可產(chǎn)生較高的空氣載荷，增大葉片通過(guò)時(shí)引起的振動(dòng)。最少葉片數(shù)塔的材料風(fēng)筒材料 風(fēng)機(jī)直徑 (feet) 最少葉片數(shù) (max. 80m gear) 最少葉片數(shù) (max. 40m gear) 混凝土混凝土/玻璃鋼7 - 144 each5 each16 - 204 each6 each22 - 326 each8

17、 each木材或鋼材玻璃鋼7 - 145 each6 - 8 each16 - 206 each8 - 10 each22 - 328 each10 - 12 each按通常慣例，不選擇風(fēng)機(jī)的極限制動(dòng)功率情況，每個(gè)葉片的制動(dòng)功率=制動(dòng)功率/葉片數(shù)，高的葉片載荷將導(dǎo)致葉片的疲勞，振動(dòng)和噪聲等問(wèn)題。下面hudson推薦每個(gè)葉片可承受的最大載荷是4馬力或更低，大量的應(yīng)用證明這種情況有最少的故障。這只是個(gè)指南，每個(gè)風(fēng)機(jī)的最少葉片數(shù)也受其周邊環(huán)境，風(fēng)筒的剛度和使用載荷情況的影響。如果超過(guò)了制動(dòng)功率/葉數(shù)，你可以給出；增加葉片數(shù)的詳細(xì)說(shuō)明增加風(fēng)機(jī)直徑如果可能可以改變?nèi)~片寬度如果可能可以減少靜壓風(fēng)機(jī)直徑最大

18、制動(dòng)功率/葉片數(shù)可靠的最大制動(dòng)功率/葉片數(shù)h 型hw型h型hw型12 ft8.0 hp10.0 hp4.0 hp6.0 hp13 ft9.0 hp11.25 hp5.0 hp7.25 hp14 ft10.0 hp12.5 hp6.0 hp8.5 hp15 ft11.0 hp7.0 hp16 ft12.0 hp8.0 hp18 ft14.0 hp10.0 hp20 ft16.0 hp12.0 hp22 ft18.0 hp14.0 hp24 ft20.0 hp16.0 hp26 ft22.0 hp18.0 hp28 ft24.0 hp20.0 hp30 ft26.0 hp22.0 hp32 ft2

19、8.0 hp24.0 hp3）風(fēng)機(jī)選擇范例：對(duì)于新設(shè)計(jì)的冷卻塔，讓我們著眼于典型的風(fēng)機(jī)選擇的情況。下面的熱力情況為113.089.680.6，水流量是63843 gpm （加侖/分），的算例所引出逆流型塔的草圖。首先最重要的是決定塔的尺寸，空氣進(jìn)口高度，以及根據(jù)熱載荷，確定的填料層厚度。對(duì)于最佳熱力設(shè)計(jì)的基本參數(shù)如下。設(shè)計(jì)新塔的簡(jiǎn)單方法是優(yōu)先采用較大單元和大的風(fēng)機(jī)。具有28'風(fēng)機(jī)的42'×42'單元，175馬力（正方形是最好的，矩形塔的長(zhǎng)寬比=0.8:1.2，但所有塔的結(jié)構(gòu)都是按6'×6'為基本單元而增加）空氣從兩側(cè)進(jìn)入，空氣進(jìn)口高是

20、單元寬的1/3（通常1/41/3到一個(gè)單元）通風(fēng)室的高度，等于收水器頂?shù)斤L(fēng)機(jī)通道的底部間距離，通常這個(gè)距離以0.25×(塔寬2+塔長(zhǎng)2)1/2-風(fēng)機(jī)直徑為最小。應(yīng)用大尺寸風(fēng)機(jī)，用以減小風(fēng)機(jī)功率和最小通風(fēng)室的高度,但是如果風(fēng)機(jī)出口速度太低，會(huì)引起再回流.采用較小的風(fēng)室,填料中心的風(fēng)速會(huì)偏高,這會(huì)引起漂水而造成浪費(fèi).因?yàn)樘盍享敳渴窍嗤模云畬⑹箟航翟龃?，流量減少，性能降低。使用4'的填料：（通常是2'到5'的薄膜式填料，或者10'到15'的飛濺式填料）水載荷：對(duì)逆流塔214 美國(guó)gpm/ft2(每分鐘加侖/呎2)，橫流塔為424美國(guó)gpm/f

21、t2各點(diǎn)風(fēng)速：下面將引出最小風(fēng)機(jī)功率的最佳特性。尤其是填料處的速度應(yīng)在下列表格范圍內(nèi)，如果流速在填料處太低，風(fēng)將不能很順利向上通過(guò)下降的水的阻力，如果在填料處風(fēng)速過(guò)高，水的熱量就不能較充分的帶走。 當(dāng)空氣在入口處超過(guò)下面的范圍時(shí)，在填料處導(dǎo)致缺少空氣。關(guān)于空氣分布和出口速度的詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)第九章節(jié)能。地點(diǎn)逆流塔橫流塔塔的空氣入口/無(wú)百葉窗正常. 1,000, 最大 1,100 fpmn/a 塔的空氣入口/有百葉窗800 到 1,000 fpm300 到 650 fpm, 最大 800 fpm填料, 收水器300 到 650 fpm, 最大 700 fpm300 到 650 fpm, 最大 700

22、fpm風(fēng)機(jī)入口1,600 到 2,000 fpm1,600 到2,000 fpm風(fēng)機(jī)出口1.4 倍最大環(huán)境風(fēng)速, 或環(huán)境風(fēng)速為880 fpm時(shí)，最小風(fēng)速是1,200 fpm (10 mph = 16.09 kph) 1.4 倍最大環(huán)境風(fēng)速, 或環(huán)境風(fēng)速為880 fpm時(shí)，最小風(fēng)速是1,200 fpm (10 mph = 16.09 kph) （1）熱力設(shè)計(jì)結(jié)果：考慮水和熱載荷，采用6單元的42'寬×42'長(zhǎng)的冷卻塔，具有14'（33%或更大的塔寬比）空氣入口高度是比較合理的，速度擴(kuò)壓角錐度7°，應(yīng)用在此例中文氏管高6'(21.4%的風(fēng)機(jī)直徑)

23、，在去除空氣入口百葉窗情況下（10%的空氣入口堵塞比例），填料支撐堵塞率1%。結(jié)構(gòu)是混凝土的。（2）流量和壓力的下降：每段和每個(gè)塔的單元處的流量和壓降情況如下，在每段空氣流量是變化的，因?yàn)榭諝獾牧髁渴请S著水流量的增加而成比例增加，這期間水的熱量是轉(zhuǎn)移給氣流的?？諝馊肟诤桶偃~窗的壓降=k×0.5×(密度×0.1922)×（v2/115820）=2×0.5×(0.0717×0.1922) ×（943.0122/115820）=0.1058吋水柱（=26.3帕）填料處的壓降：這由特定模式的填料壓降曲線(xiàn)給出。填料的面積是凈

24、面積，是塔的總的橫截面面積扣除填料阻塞物的面積。即10478.16ft2=0.99×42'×42'×6個(gè)單元。要注意，在阻礙物處是沒(méi)有熱交換產(chǎn)生的，因?yàn)樗奈F(tuán)和流動(dòng)的空氣不能通過(guò)放置在支持物上的填料。這個(gè)面積稱(chēng)做“熱交換死區(qū)”，應(yīng)扣除這個(gè)面積。收水器處壓降：= k×0.5×(密度×0.1922) ×（v2/115820）=2×0.5×(0.0688×0.1922) ×（608.772/115820）=0.0423吋水柱 風(fēng)機(jī)入口的壓降= k×0.5×

25、;(密度×0.1922) ×（v2/115820）=0.25×0.5×(0.0688×0.1922) ×（1853.712/115820）=0.0491吋水柱注這是風(fēng)機(jī)入口凈面積，它是（p/4）×（d2-擋風(fēng)板的直徑2）即（p/4）×（282-7.33332）=573.52 ft2 風(fēng)機(jī)處動(dòng)壓=0.5×(密度×0.1922) ×（v2/115820）=0.5×(0.0688×0.1922) ×（1853.712/115820）=0.1963吋水柱或者壓降=

26、 (v/4008.7) 2 ×（1/密度比）=(1853.71/4008.7) 2 ×1/（0.075/0.0688）=0.1963吋水柱 風(fēng)筒出口的動(dòng)壓=0.5×(密度×0.1922) ×（v2/115820）=0.5×(0.0688×0.1922) ×（1661.072/115820）=0.1576吋水柱或者壓降= (v/4008.7) 2 ×（1/密度比）=(1661.07/4008.7) 2 ×1/（0.075/0.0688）=0.1576吋水柱注：這里是風(fēng)機(jī)出口的凈面積，計(jì)算式是（p/

27、4）×d風(fēng)機(jī)+（2×tan(7°) ×文氏管高度）2-（p/4）×（擋風(fēng)板的直徑）2即（p/4）×28+（2×0.122785 ×6.0）2-（p/4）×（7.333）2=640.03。漿尖間隙可忽略不計(jì) 動(dòng)壓回收（壓力補(bǔ)償）=風(fēng)筒擴(kuò)壓效率×風(fēng)機(jī)動(dòng)壓×1-d風(fēng)機(jī)/（出口擴(kuò)壓段直徑）4=0.7571×0.1763×1-28-29.474=0.0276吋水柱由于hudson公司考慮了風(fēng)筒段的7°錐角，所以也忽略風(fēng)機(jī)擋風(fēng)板的無(wú)風(fēng)區(qū)面積。（除非風(fēng)機(jī)洞壁高度和風(fēng)機(jī)直

28、徑一樣，擋風(fēng)板面積應(yīng)該從風(fēng)機(jī)風(fēng)筒頂部面積中扣除，參看4章的流動(dòng)模型），這時(shí)風(fēng)筒截面的凈面積應(yīng)當(dāng)修正為（p/4）×d風(fēng)機(jī)+2（tan(7°) ×文氏管高度）2。得出的修正面積是682.326 ft2，因此風(fēng)速應(yīng)修正為1558.24 fpm。那么動(dòng)壓回收得到：0.7×(0.1963-0.1386)=0.0404吋水柱 因此，基于上邊計(jì)算的風(fēng)機(jī)制動(dòng)功率與hudson公司的不一致。這是因?yàn)楣纼r(jià)風(fēng)機(jī)動(dòng)壓回收有一個(gè)很小的差別，對(duì)于hudson公司風(fēng)機(jī)，在文氏管6.0'，靜壓力為 0.51吋水柱時(shí)（不是考慮由熱力設(shè)計(jì)而得的0.0276英吋的動(dòng)壓回收），其額定制

29、動(dòng)功率為136.7馬力。這與沒(méi)有6.0'高的擴(kuò)壓段的，具有0.4825水柱靜壓的風(fēng)機(jī)相比，則有一個(gè)較低的制動(dòng)馬力，總的制動(dòng)馬力少了3.1馬力。這就是我們?yōu)槭颤N推薦給消費(fèi)者的冷卻塔風(fēng)機(jī)風(fēng)筒要有擴(kuò)壓段的緣故。 總的靜壓力：這壓力值是扣除了壓力回收的增量，即速度補(bǔ)償，總壓值來(lái)自空氣入口，百葉窗，填料，收水器和風(fēng)機(jī)進(jìn)口的一系列壓力降的總合。總的靜壓=（0.1055+0.3128+0.0423+0.0491）-0.0276=0.4825吋水柱 全壓：這是總的靜壓與動(dòng)壓之和全壓=0.4825+0.1963=0.6788吋水柱(3) 風(fēng)機(jī)直徑：如上所述，風(fēng)機(jī)最少覆蓋每個(gè)單元橫截面的面積應(yīng)不低于（引風(fēng)

30、式）冷卻塔面積的30%，或者不低于填料面積的30%。 風(fēng)機(jī)覆蓋塔單元42'×42'的截面積的30%，即等于529.2 ft2, 這樣直徑等于25.96 ft。 風(fēng)機(jī)覆蓋填料凈面積的30%，523。91 ft2, 直徑等于25.83 ft。由上述風(fēng)機(jī)覆蓋面可斷定，26'或28'的風(fēng)機(jī)可被采用，考慮風(fēng)機(jī)軸功率，風(fēng)機(jī)價(jià)格，風(fēng)機(jī)風(fēng)筒價(jià)格，及葉片與筒壁間隙等，28'的應(yīng)用會(huì)更好些，正如上面流量，風(fēng)壓表所見(jiàn)，風(fēng)機(jī)流速低于2000fpm，所以是最好的選擇。(4) 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速在風(fēng)機(jī)葉片數(shù)選擇前應(yīng)該定下來(lái)，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速直接對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)制動(dòng)功率，和共振頻率的余度，

31、轉(zhuǎn)數(shù)改變其制動(dòng)功率和共振余度也要變。如果可能，考慮制造商的標(biāo)準(zhǔn)減速比是一個(gè)良好的選擇，如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的減速比，應(yīng)考慮成本和供貨。使用amarillo的agc-1712-14產(chǎn)品可滿(mǎn)足額定功率和速比需要，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速=1770/14000=126.4rpm（電機(jī)全載轉(zhuǎn)速/精確減速比）(5) 風(fēng)機(jī)葉片數(shù)：它直接受減速器振動(dòng)（材料，結(jié)構(gòu)等），制動(dòng)功率/葉數(shù)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，最小共振頻率等因素的限制，為了使減速器處振動(dòng)不大于80微米，最小需要6個(gè)葉片。對(duì)28'的風(fēng)機(jī)，此時(shí)已超過(guò)允許的極限，葉片制動(dòng)功率/葉片數(shù)（24=最大制動(dòng)馬力/葉數(shù)-4馬力），此時(shí)6葉片風(fēng)機(jī)不能應(yīng)用，勉強(qiáng)用7葉片時(shí)，將是接近壓力余度的運(yùn)

32、行線(xiàn)。最終能滿(mǎn)足“制動(dòng)馬力/葉數(shù)”和最小壓力余度10%的選擇是8葉片。(6) 自動(dòng)選擇：風(fēng)機(jī)直徑和葉片數(shù)最佳選擇方案是對(duì)應(yīng)相應(yīng)的流量情況，hudson風(fēng)機(jī)選擇程序給出所有風(fēng)機(jī)直徑和葉片數(shù)的變化是立足于成本/小時(shí)。你應(yīng)選擇最低的“成本/小時(shí)”，但它也和塔的應(yīng)用方案有關(guān)，運(yùn)行的“成本/時(shí)”計(jì)算基于如下幾個(gè)變量。 風(fēng)機(jī)價(jià)格調(diào)節(jié)：1.0 使用年限：規(guī)定10年 工作小時(shí)/年：定為8000小時(shí) 電費(fèi)：0.46 $你可以通過(guò)計(jì)算修改“成本/小時(shí)”，用下列公式：（表中價(jià)格×修正價(jià)格） 風(fēng)機(jī)馬力×0.746(kw/h) ×成本/(kw×h) + 使用年×（工作小

33、時(shí)/年） 總效率風(fēng)機(jī)程序給出了所有有用的解答，即在給定流量下風(fēng)機(jī)葉片數(shù)和風(fēng)機(jī)直徑，對(duì)于上述舉例，其結(jié)果除了風(fēng)機(jī)直徑和葉片數(shù)外，還包括下列情況： 啟用風(fēng)機(jī)：應(yīng)用的冷卻塔方案 葉片類(lèi)型：h型 靜壓：0.4825”水柱 流量：1063126 呎3/分（acfm） 出口空氣密度：0.0688 磅/呎3 共振頻率余度：5%哈德森風(fēng)機(jī)計(jì)算程序輸出所有解答都是對(duì)給定流量的。這個(gè)解答就是風(fēng)機(jī)所有尺寸，葉數(shù)都是對(duì)應(yīng)相同一個(gè)流量的情況，包括它運(yùn)行的“成本/時(shí)”，如果你選不出所要風(fēng)機(jī)，可嘗試用不同的漿尖速度。2風(fēng)機(jī)性能變化的規(guī)律1） 風(fēng)機(jī)規(guī)律各種類(lèi)型的風(fēng)機(jī)都遵循一定的規(guī)律，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況變化時(shí),這些規(guī)律可用于預(yù)示,

34、風(fēng)機(jī)性能，安裝工作的要求，所需尺寸空間，功率，以及轉(zhuǎn)速限制。從下面的（1）到(6)條的一組規(guī)律中，q是體積流量，p是靜壓動(dòng)壓或總壓,這些規(guī)律要求風(fēng)機(jī)尺寸是幾何相似的，即各個(gè)方向都成比例的才可以應(yīng)用，另外風(fēng)機(jī)直徑一般是標(biāo)準(zhǔn)的尺寸。(1)轉(zhuǎn)速是變化的（rpm）,空氣密度不變,系統(tǒng)不變a) q：與轉(zhuǎn)速成正比b) p：與轉(zhuǎn)速平方成正比c) 功率：與轉(zhuǎn)速立方成正比(2)風(fēng)機(jī)尺寸變化（有相同的葉片數(shù)） 保持槳尖速度和密度不變，保持風(fēng)機(jī)固定的運(yùn)行點(diǎn)。a) q與直徑平方成比例b) p不隨直徑變c) rpm與直徑成反比d) 功率與直徑平方成正比(3)風(fēng)機(jī)尺寸是變化的（保持相同葉片數(shù)）rpm不變，密度不變a) q

35、與直徑的立方成比例變化b) p與直徑的平方成比例變化c) 槳尖速度與直徑成比例d) 功率與直徑五次方成比例(4)空氣密度變化流量不變，系統(tǒng)不變，風(fēng)機(jī)尺寸不變，轉(zhuǎn)速不變化a) q保持不變b) p與密度成正比c) 功率與密度成正比注：應(yīng)用冷卻塔應(yīng)當(dāng)在夏季設(shè)計(jì),如果入口的濕球溫度下降，塔將產(chǎn)生較低的出水溫度，使之消耗的功率稍有增加。(5)空氣密度變化風(fēng)壓不變，系統(tǒng)不變，固定風(fēng)機(jī)尺寸，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化a) q與密度的平方根成反比b) p保持常值c) rpm與密度的平方根成反比d) 功率與密度的平方根成反比(6)空氣密度變化空氣重量不變，系統(tǒng)不變，風(fēng)機(jī)尺寸固定，改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速a) q與密度成反比變化b) p與

36、密度成反比變化c) rpm與密度成反比變化d) 功率與密度的平方成反比2） 風(fēng)機(jī)性能的變化改變風(fēng)機(jī)的效率將直接影響冷卻塔的性能。風(fēng)機(jī)效率減小，可以由下列因素誘發(fā)，風(fēng)速增加，出口溫度增加，葉片未平衡好，槳尖偏擺，葉片表面積垢，和下面主要因素引起：(1)氣流速度：這個(gè)因素是軸流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行狀態(tài)的主要變量，對(duì)大多數(shù)冷卻塔而言,它是個(gè)基本的自變量，但也有例外，如自然冷卻塔，定距常轉(zhuǎn)速冷卻塔。很多冷卻塔都有變距裝置，通常葉片槳矩角改變是根據(jù)季節(jié)而變化的，可防止載荷過(guò)大引起不必要的多余功率，保持出口水溫的均衡，很多塔也采用多級(jí)轉(zhuǎn)速電機(jī)以增加空氣調(diào)節(jié)的靈活性。(2)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速：在保持功率不變的情況下，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)

37、速正好影響效率，一般而言，在高靜壓下，在較低轉(zhuǎn)速下，增加轉(zhuǎn)速將導(dǎo)致效率增加。反之，在相對(duì)較低靜壓和高轉(zhuǎn)速下，增加轉(zhuǎn)速將可能降低效率。要更確切了解其風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，最終還應(yīng)當(dāng)看相應(yīng)的風(fēng)機(jī)曲線(xiàn)。(3)空氣密度：因?yàn)榭諝饷芏仁请S環(huán)境溫度和壓力（海拔高度）而變化，因此必須考慮空氣密度對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和風(fēng)機(jī)性能的影響，系統(tǒng)設(shè)計(jì)都必須估計(jì)真實(shí)的空氣密度，以便可靠的確定系統(tǒng)所需的流量和損失，因?yàn)轱L(fēng)機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)恒流量的機(jī)械，風(fēng)機(jī)流量保持恒定與密度無(wú)關(guān)，但是總壓和功率是與密度成正比的。(4)進(jìn)口情況：風(fēng)機(jī)進(jìn)口的設(shè)計(jì)對(duì)性能有重要的影響，一個(gè)不良的進(jìn)口將影響氣流分布并降低效率。風(fēng)機(jī)進(jìn)口應(yīng)有光滑的內(nèi)部表面，由進(jìn)口到出口有

38、一個(gè)良好的通道，以免氣流方向變化或突然的收縮和擴(kuò)張，在葉片尖部的流動(dòng)尤其重要。這種損失有兩種“類(lèi)型”；第一靜脈堵塞（指流動(dòng)面積變得最小稱(chēng)為靜脈堵塞），使之動(dòng)壓增加，第二是葉尖的不足，下圖給出了風(fēng)機(jī)運(yùn)行在短通道內(nèi)的全壓，功率和效率的損失。(5)速度擴(kuò)壓段：大多數(shù)冷卻塔，具有速度擴(kuò)壓段,這是非常普通的事，風(fēng)機(jī)擴(kuò)壓段用于節(jié)省能量，使動(dòng)壓轉(zhuǎn)成靜壓，回收的靜壓顯示在入口處增加了吸力，對(duì)于較大的動(dòng)壓回收，其高度直徑比由0.6到1.0。一個(gè)設(shè)計(jì)較好的擴(kuò)壓段，在理論上使動(dòng)壓得到恢復(fù)，其值可達(dá)到70%-90% 。冷卻塔可估算的能量損失就是出口的動(dòng)能。很明顯，塔內(nèi)流體的動(dòng)壓與出口擴(kuò)壓段動(dòng)壓比，其壓差是很高的，由風(fēng)

39、機(jī)平面到出口平面的風(fēng)速是逐漸降低的，減小出口空氣動(dòng)能實(shí)際上是功率的儲(chǔ)存。例如，具有短通道出口的冷卻塔（出口擴(kuò)壓高度直徑比為0.2），出口運(yùn)行情況如下時(shí)，其動(dòng)能的減少可以忽略不計(jì)。 風(fēng)機(jī)輸出功率147.2馬力 靜壓0.51吋水柱 動(dòng)壓0.1963吋水柱如果風(fēng)機(jī)短通道使動(dòng)壓得以回收，那么動(dòng)壓減少到0.1687呎水柱，表現(xiàn)出風(fēng)機(jī)效率和流量沒(méi)有變化，風(fēng)機(jī)功率的減少為：hp2=hp1×（tp2/tp1）=147.2×(0.51+0.1687)/(0.510.1963)=141.4馬力(6)槳尖間隙：風(fēng)機(jī)葉片尖部與風(fēng)筒壁的間隙常常被忽略，其實(shí)它是要影響風(fēng)機(jī)和冷卻塔性能的。大的間隙將會(huì)使

40、葉片上表面的脫體渦逼到低壓區(qū)，導(dǎo)致流量減少，效率降低。風(fēng)機(jī)安裝在塔中的槳尖間隙可選2吋，因?yàn)橹圃齑笮筒Ａт撏搀w段具有較大的誤差，除此之外，風(fēng)筒壁的偏心幾乎可達(dá)1吋。風(fēng)機(jī)廠(chǎng)商應(yīng)當(dāng)推薦保證風(fēng)機(jī)性能的最小間隙。但是安裝達(dá)到最小間隙是很困難的，必須仔細(xì)小心安裝設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)風(fēng)筒，而且最小間隙低于1/2吋常常不被用，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)，特別是大型冷卻塔，風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒壁間的熱脹冷縮使小間隙無(wú)法實(shí)現(xiàn)。間隙是降低風(fēng)機(jī)性能的重要因素，必須仔細(xì)研究，具有過(guò)大的間隙可使風(fēng)機(jī)效率降低20%。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)主要工作是葉片外側(cè)1/3的范圍完成，過(guò)大間隙將導(dǎo)致入口空氣由高壓區(qū)向低壓區(qū)回流，通常間隙不大于冷卻塔風(fēng)機(jī)直徑的0.3%，這將意味者28呎

41、的風(fēng)機(jī)間隙不大于1吋，或9呎風(fēng)機(jī)間隙不大于0.32吋。有時(shí)這不一定都是可能的，特別是大型冷卻塔，由于熱膨脹和安裝的精度限制，不一定都能實(shí)現(xiàn)，因此，下面給出hudson公司推薦的間隙值及他們的應(yīng)用情況：風(fēng)機(jī)尺寸最小最大直到 14呎3/8 吋3/4吋16 - 20呎1/2吋1吋22 - 30呎3/4吋1-1/4吋用減少間隙改進(jìn)風(fēng)機(jī)效率是合理的，是基于如下的基礎(chǔ)： 使葉尖和風(fēng)筒之間的損失最小化，因此平均垂直速度流量增加。 出口空氣垂直切面速度要均勻，即風(fēng)筒切面上的空氣流動(dòng)更平坦。 假如平均間隙大于上述的最大值，圍繞風(fēng)機(jī)葉片的面積附近將產(chǎn)生壓力損失，由于總壓和流量的減少，風(fēng)機(jī)效率急劇降低，同時(shí)因效率下

42、降會(huì)使軸功率略有下降，如果這種情況是不可避免的，那么就要與chungrok商量計(jì)算壓力損失和效率，通常是對(duì)給出的風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)乘以因子來(lái)修正總壓。在槳尖間隙增加時(shí)，差不多消耗功率也有減小，而流量是明顯減少.大的間隙使效率減少，是因?yàn)檩斎牍β实臏p少不象流量減少的那么多。槳尖間隙乘積因子槳尖間隙乘積因子<= 0.10%風(fēng)機(jī)直徑1.0000.50% 風(fēng)機(jī)直徑.0.9500.20%風(fēng)機(jī)直徑0.9900.60%風(fēng)機(jī)直徑0.9250.30%風(fēng)機(jī)直徑0.9750.70%風(fēng)機(jī)直徑0.9000.40%風(fēng)機(jī)直徑0.9650.80%風(fēng)機(jī)直徑.0.875(7) 風(fēng)機(jī)性能誤差：有很多因素會(huì)引起風(fēng)機(jī)性能產(chǎn)生誤差。am

43、ca允許的誤差等級(jí)為，流量2.5%，壓力5%。實(shí)際上應(yīng)用安全系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，是預(yù)期系統(tǒng)誤差的公認(rèn)法。因此常常要把計(jì)算所需靜壓增大10%，把計(jì)算出的流量增加5%，既風(fēng)機(jī)實(shí)際的運(yùn)行點(diǎn)與設(shè)計(jì)點(diǎn)是不同的，因?yàn)楣烙?jì)的系統(tǒng)阻力和流量常常在實(shí)際中超出。假定的風(fēng)機(jī)性能，有三個(gè)公認(rèn)的要素會(huì)影響風(fēng)機(jī)性能：“不適當(dāng)?shù)某隹跉饬鳌?，“進(jìn)口氣流不均勻”，“風(fēng)機(jī)入口的渦”。這些情況改變了風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力特性，完全理想的流動(dòng)未能實(shí)現(xiàn)。如果對(duì)風(fēng)機(jī)的出口，入口未進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)和安置，不理想流動(dòng)將發(fā)生。其它影響性能因素為： 設(shè)計(jì)系統(tǒng)與安裝系統(tǒng)的空氣動(dòng)力性能有很大不同 填料變臟將增加阻力，從而減少氣體流量。3.風(fēng)機(jī)效率風(fēng)機(jī)有兩種效率需要考

44、慮的，風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)表中給出的效率，可以由于葉片平衡不好，較大的槳尖間隙，葉片不準(zhǔn)確，葉片表面積垢阻礙空氣的流通而減少，通風(fēng)換氣的通道形狀和其他因素是在第二章要討論的。冷卻塔中用定距轉(zhuǎn)速風(fēng)機(jī)也有影響，前面說(shuō)的風(fēng)機(jī)效率對(duì)熱性能也是相關(guān)的。靜壓效率=靜壓(吋水柱) ×流量(呎3/分)/6356×功率(馬力)總壓效率=總壓(吋水柱) ×流量(呎3/分)/6356×功率(馬力)其中：功率：性能曲線(xiàn)上查得的制動(dòng)功率靜壓：給定密度下的實(shí)際靜壓全壓：給定密度下的實(shí)際全壓6356：?jiǎn)挝蛔儞Q系數(shù)（1吋水柱=5.2嗙/呎2）1馬力=33000 嗙呎/分 ， 對(duì)應(yīng)的5.2(吋水柱)

45、/33000馬力=1/6356hudson風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)是采用amca（空氣運(yùn)動(dòng)及調(diào)節(jié)控制協(xié)會(huì)），“風(fēng)機(jī)試驗(yàn)室試驗(yàn)法”中標(biāo)準(zhǔn)210-74的試驗(yàn)情況下得出的，與圖13相符合的性能曲線(xiàn),并附在后面。實(shí)際的效率通常與試驗(yàn)情況不符，除非實(shí)際使用環(huán)境與試驗(yàn)情況相似，經(jīng)常有一些因素會(huì)減少風(fēng)機(jī)效率，如何來(lái)改善這些影響因素將在這里給出。1) 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)空氣流動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，一個(gè)重要的工具是風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)。應(yīng)用這些風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)，使我們繪制的阻力曲線(xiàn)與系統(tǒng)需要相匹配。通過(guò)運(yùn)行點(diǎn)我們可以確定風(fēng)機(jī)槳距角和需用功率，幾乎所有的風(fēng)機(jī)槳距角都可以改變，如果流量太低，使槳距角變大些，流量也大些，如果風(fēng)機(jī)效率和流量不能計(jì)算，

46、那么軸功率與流量三次方成比例，如流量增加10%，功率要增加33%，即功率2=（q2/q1）3×功率1=1.13×hp1=1.331×hp1=hp2風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)通常是在理想情況下求得的，并且具有較好的重復(fù)性。德克薩斯州應(yīng)用力學(xué)（a，m）研究與發(fā)展中心，是唯一一個(gè)在美國(guó)的獨(dú)立試驗(yàn)室，并且是amca鑒定過(guò)的風(fēng)筒。試驗(yàn)室試驗(yàn)的風(fēng)機(jī)和設(shè)備，是模擬60呎風(fēng)機(jī)的。對(duì)于高性能軸流風(fēng)機(jī)，5呎模型的一般槳尖間隙為0.04 吋，入口有比較理想的較大的喇叭口，其結(jié)果是得出較好的氣動(dòng)性能和很小的損失，全壓效率通常是在0.750.85范圍內(nèi)。然而，很多風(fēng)機(jī)實(shí)際試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，“實(shí)際性能”

47、只是0.550.75的全壓效率，這個(gè)差異是“風(fēng)機(jī)系統(tǒng)效率”，盡管風(fēng)機(jī)效率應(yīng)當(dāng)是相同的，但風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的效率是有較大的差別的，有時(shí)我們發(fā)現(xiàn)它的能力是不足的，需要復(fù)出昂貴的代價(jià)來(lái)修正，最大的問(wèn)題是什么呢？一般說(shuō)是槳尖損失，風(fēng)機(jī)輪轂處的回流和環(huán)流造成的損失，情況如下圖：風(fēng)機(jī)作功產(chǎn)生的壓力是抵抗兩部分阻力，靜壓是系統(tǒng)阻力之和，動(dòng)壓是用于加速空氣，使速度由零到設(shè)計(jì)速度，只有靜壓功是有用功，用英吋水柱測(cè)量的軸流風(fēng)機(jī)總壓范圍是02吋。2) 系統(tǒng)損失：系統(tǒng)效率的靜壓損失發(fā)生在下面幾個(gè)方面：(a) 損失發(fā)生與其說(shuō)是固有系統(tǒng)設(shè)計(jì)形成，倒不如說(shuō)是可變化的物理特性所至。風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)一旦確定，系統(tǒng)損失也就確定，不易發(fā)覺(jué)，不能

48、修改。它消耗了系統(tǒng)的潛在效率，它是一種損失。在這個(gè)例子中，系統(tǒng)“損失”包括：風(fēng)機(jī)選型，風(fēng)機(jī)的直徑的選擇，風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)的選擇。(b) 損失由于“環(huán)境特性變化”引起的：輪轂無(wú)擋風(fēng)板，間隙太大，風(fēng)筒入口不好，風(fēng)葉處速度偏高，風(fēng)筒漏氣，開(kāi)天窗形成損失，格柵的干擾等設(shè)計(jì)未考慮的因素。(c) 其他性能損失是由于熱空氣回流引起的，要改善這方面的影響只有“改變環(huán)境特性”。下面要討論的范疇為，（a）風(fēng)機(jī)要有擋風(fēng)蓋板;(b)討論范疇是風(fēng)機(jī)塔內(nèi)的風(fēng)室系統(tǒng);(c)討論覆蓋在下面的多余的空氣流動(dòng)如下(1)風(fēng)機(jī)自身問(wèn)題：風(fēng)機(jī)行業(yè)過(guò)去有時(shí)可能是低效的，但大多數(shù)情況不是這樣的。例如葉片自身設(shè)計(jì)的問(wèn)題，現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)通常用玻璃鋼或擠

49、壓成型的鋁材，擠壓鋁材葉片總是等弦長(zhǎng)，而模壓的玻璃鋼葉片可以是比較復(fù)雜的形狀，葉片設(shè)計(jì)基本約定之一，是在整個(gè)風(fēng)機(jī)葉片處，產(chǎn)生均勻的氣流?？諝鈩?dòng)力原理之一是任一半徑處的葉片做功，是葉片寬度，攻角，切線(xiàn)速度平方的函數(shù)。翼型設(shè)計(jì)中“攻角”意味者所處半徑處葉素所需要的扭角量。隨著葉片半徑從槳尖向輪轂減少時(shí)，切線(xiàn)速度會(huì)急劇下降，為了得到均勻的速度分布，葉片的寬度和扭角就要增加，如果葉片弦長(zhǎng)的寬度不能增加，應(yīng)增加扭角來(lái)補(bǔ)償。如果用擠壓成型葉片,其扭角應(yīng)當(dāng)用機(jī)械扭轉(zhuǎn)使達(dá)到規(guī)定角度，由于機(jī)械扭角受到彈性極限的限制，用鑄造法制造葉片會(huì)使弦長(zhǎng)和扭角更符合要求。重要的觀(guān)點(diǎn)是葉片自身設(shè)計(jì)可能產(chǎn)生不均勻氣流并且低效率，

50、另一方面是軸流風(fēng)機(jī)的固有特性，既“渦流問(wèn)題”，它使出口速度出現(xiàn)偏斜，這是扭矩影響的結(jié)果。在風(fēng)機(jī)的內(nèi)側(cè)葉片的風(fēng)速方向是相反的，使凈量減少，這是完全可以測(cè)出的。空氣的回流是可以避免的，只要用一個(gè)風(fēng)機(jī)直徑25%-30%擋風(fēng)板即可，輪轂的擋風(fēng)板是軸流風(fēng)機(jī)配套的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。 這個(gè)圖給出了，有、無(wú)擋風(fēng)板引起性能差別的實(shí)例，數(shù)據(jù)主要來(lái)自冷卻塔廠(chǎng)家的細(xì)心測(cè)量。曲線(xiàn)“a”是擠壓鋁合金直線(xiàn)葉片無(wú)擋風(fēng)板情況，“b”是有稍度的玻璃鋼葉片并有槳帽(擋風(fēng)板)。兩個(gè)都是20呎直徑的風(fēng)機(jī)，在同一載荷、功率和轉(zhuǎn)速下得到的，值得指出直線(xiàn)型葉片在40%處產(chǎn)生負(fù)流量，而有稍度的則無(wú)負(fù)流量。 另一方面，系統(tǒng)的效率取決于風(fēng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)，在那點(diǎn)，系統(tǒng)阻力與所需流量曲線(xiàn)，與選定風(fēng)機(jī)性能曲線(xiàn)相交，交點(diǎn)也就是運(yùn)行點(diǎn)。在這個(gè)點(diǎn)，風(fēng)機(jī)輸出正好是流量和壓降所需，這個(gè)運(yùn)行點(diǎn)是運(yùn)行在，某個(gè)安裝角、某個(gè)實(shí)際ft3/m流量、總壓、轉(zhuǎn)速下。在這個(gè)特定的安裝角下，可以抵抗系統(tǒng)阻力，達(dá)到所需求的流量，這個(gè)壓力和流量是槳尖速度的函數(shù)。對(duì)于某一個(gè)速度，只有一個(gè)