《通風系統(tǒng)優(yōu)化方法》ppt課件

1、第七章第七章通風風機與通風風機與通風系統(tǒng)優(yōu)化方法通風系統(tǒng)優(yōu)化方法本章內(nèi)容本章內(nèi)容 通風風機的了解與選擇通風風機的了解與選擇 通風除塵系統(tǒng)的維護管理通風除塵系統(tǒng)的維護管理 通風除塵系統(tǒng)的技術經(jīng)濟分析通風除塵系統(tǒng)的技術經(jīng)濟分析 通風管網(wǎng)的系統(tǒng)分析與優(yōu)化通風管網(wǎng)的系統(tǒng)分析與優(yōu)化通風風機通風風機風機的分類風機的分類離心風機和軸流風機原理；離心風機和軸流風機原理；風機的性能及特性曲線；風機的性能及特性曲線；風機在通風系統(tǒng)中的運轉(zhuǎn)規(guī)律；風機在通風系統(tǒng)中的運轉(zhuǎn)規(guī)律；風機的選擇計算。風機的選擇計算。1.1.按風壓分按風壓分 根據(jù)風機的壓力根據(jù)風機的壓力, , 可將風機分為可將風機分為 低壓風機、中壓風機和高壓

2、風機。低壓風機、中壓風機和高壓風機。其壓力范圍如下其壓力范圍如下: : 低壓低壓: : 風機全壓風機全壓 H 1000Pa H 1000Pa 中壓中壓: 1000Pa H 3000Pa: 1000Pa H 3000Pa 高壓高壓: 3000Pa H 15000 Pa: 3000Pa 90, 90(90(90 160 160) )葉片出口沿徑向安裝葉片出口沿徑向安裝,= 90,= 90葉片彎葉片彎曲方向曲方向與旋轉(zhuǎn)與旋轉(zhuǎn)方向相方向相反反, , 9090(20(20 7070) )離心風機的傳動方式離心風機的傳動方式風機構(gòu)造及原理風機構(gòu)造及原理- -軸流風機軸流風機軸流風機的軸流風機的根本組成根本

3、組成: :1-1-集風器集風器2-2-葉輪葉輪3-3-導葉導葉4-4-分散筒分散筒軸流風機構(gòu)造簡圖軸流風機構(gòu)造簡圖 集風器的作用是減少入口風流的阻力；集風器的作用是減少入口風流的阻力； 葉輪的作用是葉輪的作用是, , 葉輪旋轉(zhuǎn)時葉片沖擊空氣葉輪旋轉(zhuǎn)時葉片沖擊空氣, , 使空氣獲得一定的速度和風壓；使空氣獲得一定的速度和風壓； 導葉的作用改動從葉輪番出的旋轉(zhuǎn)氣流導葉的作用改動從葉輪番出的旋轉(zhuǎn)氣流, , 使一部分偏轉(zhuǎn)氣流動能變?yōu)殪o壓能使一部分偏轉(zhuǎn)氣流動能變?yōu)殪o壓能, , 同時同時可減少因氣流旋轉(zhuǎn)而引起的阻力損失可減少因氣流旋轉(zhuǎn)而引起的阻力損失 分散筒的作用是將一部分軸向氣流動能轉(zhuǎn)分散筒的作用是將一

4、部分軸向氣流動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。變?yōu)殪o壓能。軸流風機的原理軸流風機的原理葉片的旋轉(zhuǎn)使空氣遭到?jīng)_擊力葉片的旋轉(zhuǎn)使空氣遭到?jīng)_擊力, , 從而使空氣獲得一定的速度和從而使空氣獲得一定的速度和風壓風壓, , 并由導葉和分散筒將部并由導葉和分散筒將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓, , 從而使風從而使風機出口具有一定的風速和風壓。機出口具有一定的風速和風壓。軸流風機的主要構(gòu)造參數(shù)軸流風機的主要構(gòu)造參數(shù) 葉輪外徑葉輪外徑D D 葉輪輪轂直徑葉輪輪轂直徑d d 葉片的安裝角葉片的安裝角, , 安裝角安裝角普通為普通為1010、1515、2020、2525、3030、3535葉片安裝角葉片安裝角1-1-葉片葉

5、片2-2-導葉導葉3-3-輪轂輪轂dD軸流風機構(gòu)外型式及傳動方式軸流風機構(gòu)外型式及傳動方式傳動方式傳動方式構(gòu)外構(gòu)外型式型式對旋式軸流風機對旋式軸流風機 對旋式軸流風機與普通型軸流風機的不同之對旋式軸流風機與普通型軸流風機的不同之處是沒有靜葉，僅由動葉構(gòu)成。兩級動輪分別處是沒有靜葉，僅由動葉構(gòu)成。兩級動輪分別由兩個不同旋轉(zhuǎn)方向的電動機驅(qū)動。對旋式軸由兩個不同旋轉(zhuǎn)方向的電動機驅(qū)動。對旋式軸流風機具有以下特點：流風機具有以下特點：可以省略導葉，構(gòu)造比較簡單；可以省略導葉，構(gòu)造比較簡單；效率高，效率可提高效率高，效率可提高5 5 8 8；反風性能好，普通型風機，其反風量約為反風性能好，普通型風機，其反

6、風量約為4040，而對旋式軸流風機的反風量可達而對旋式軸流風機的反風量可達60607070。該。該種風機廣泛用于地下工程、船舶、冷卻塔和鍋種風機廣泛用于地下工程、船舶、冷卻塔和鍋爐上。爐上。風機性能風機性能-任務性能參數(shù)任務性能參數(shù) 風機的任務性能參數(shù)風機的任務性能參數(shù)( (或稱為有因次性能或稱為有因次性能參數(shù)參數(shù)) )包括風壓、風量、功率、效率與轉(zhuǎn)包括風壓、風量、功率、效率與轉(zhuǎn)速等。速等。 1 1風壓風壓: : 風機風壓系指全壓風機風壓系指全壓H, H, 單位為單位為Pa, Pa, 它是單位體積的氣體流過風機葉輪時它是單位體積的氣體流過風機葉輪時所獲得的能量增量。它等于風機的靜壓所獲得的能量

7、增量。它等于風機的靜壓HsHs與動壓與動壓HvHv之和。普統(tǒng)統(tǒng)風機在較高效率范之和。普統(tǒng)統(tǒng)風機在較高效率范圍內(nèi)任務時圍內(nèi)任務時, , 其動壓約占全壓的其動壓約占全壓的101020% 20% 左右。左右。風機性能風機性能-任務性能參數(shù)任務性能參數(shù) 2 2風量風量Q: Q: 指通風機在單位時間指通風機在單位時間內(nèi)所保送的氣體體積。風機闡明書內(nèi)所保送的氣體體積。風機闡明書中的風量與風壓中的風量與風壓, , 普通均指規(guī)范氣普通均指規(guī)范氣態(tài)下態(tài)下( (即大氣壓為即大氣壓為760mmHg, 760mmHg, 溫度為溫度為20, 20, 濕度為濕度為50%, 50%, 密度為密度為1.2kg/m3 )1.2

8、kg/m3 )的數(shù)值。風量單位常用的數(shù)值。風量單位常用有有m3 /s , m3 / min , m3 / h m3 /s , m3 / min , m3 / h 。風機性能風機性能-任務性能參數(shù)任務性能參數(shù) 3 3功率功率: : 單位時間內(nèi)所做的功單位時間內(nèi)所做的功, , 單位單位 kw kw千千瓦。風機的功率可分為瓦。風機的功率可分為: : 全壓有效功率全壓有效功率NaNa指單位時間內(nèi)經(jīng)過風機的空氣指單位時間內(nèi)經(jīng)過風機的空氣所獲得的實踐能量所獲得的實踐能量, , 它是風機的輸出功率它是風機的輸出功率, , 也稱也稱為空氣功率。為空氣功率。 Na=HQ/1000 Na=HQ/1000 kwkw

9、 靜壓有效功率靜壓有效功率指單位時間內(nèi)經(jīng)過風機的空氣所指單位時間內(nèi)經(jīng)過風機的空氣所獲得的靜壓能量。是全壓有效功率的一部分。獲得的靜壓能量。是全壓有效功率的一部分。 軸功率軸功率NzNz電動機傳送給風機轉(zhuǎn)軸上的功率。也電動機傳送給風機轉(zhuǎn)軸上的功率。也就是風機的輸入功率。就是風機的輸入功率。 電機功率電機功率思索了傳動機械效率和電機容量平安思索了傳動機械效率和電機容量平安系數(shù)后系數(shù)后, , 電動機的功率。電動機的功率。風機性能風機性能-任務性能參數(shù)任務性能參數(shù)4 4效率效率: : 闡明風機將輸入功率闡明風機將輸入功率轉(zhuǎn)化為輸出功率的程度。分為全轉(zhuǎn)化為輸出功率的程度。分為全壓效率壓效率( (也稱為空

10、氣效率或總效率也稱為空氣效率或總效率) )和靜壓效率。和靜壓效率。zsszaNQHNHQ1000 1000風機性能風機性能-任務性能參數(shù)任務性能參數(shù) 5轉(zhuǎn)速: 系指風機葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù), 單位為轉(zhuǎn)/ 分。風機轉(zhuǎn)速改動時, 風機的流量、風壓和軸功率都將隨之改動。同類型風機性能的關系同類型風機性能的關系 風機性能也可用無因次的流量系數(shù)風機性能也可用無因次的流量系數(shù), , 壓力系數(shù)和功率系數(shù)來表示。這些無壓力系數(shù)和功率系數(shù)來表示。這些無因次性能參數(shù)因次性能參數(shù)( (也稱無因次系數(shù)也稱無因次系數(shù)) )的換的換算公式是由類似實際推導出來的。同算公式是由類似實際推導出來的。同類型風機類似類型風機類似( (

11、包括幾何類似包括幾何類似, , 運動運動類似和動力類似類似和動力類似), ), 因此因此, , 同一類型同一類型風機的無因次性能參數(shù)相等。即風機的無因次性能參數(shù)相等。即同類型風機性能的關系同類型風機性能的關系UDQ242UH324UDQH流量系數(shù)流量系數(shù)壓力系數(shù)壓力系數(shù)功率系數(shù)功率系數(shù)空氣密度，空氣密度，kg/m3kg/m3；DD風機的葉輪外徑，風機的葉輪外徑，m m；UU葉輪周邊切線速度，葉輪周邊切線速度，m/sm/s；HH風機的風壓，風機的風壓，PaPa；QQ風機的風量，風機的風量，m3/sm3/s。 由上式無因次系數(shù)式，可得同類型風機性能的換算關系式為: Q/Q = ( D/D)3(n/

12、n) H/H = (/)( D/D)2(n/n)2 N/N = (/)( D /D )5(n/n)3 Q、Q分別為所要換算的兩臺風機的風量，m3/s；H、H分別為所要換算的兩臺風機的風壓，Pa；N、N分別為所要換算的兩臺風機的功率，kw；D、D分別為所要換算的兩臺風機的葉輪直經(jīng)，m；n、n分別為所要換算的兩臺風機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；、分別為所要換算的兩臺風機任務的空氣密度，kg/m3。同類型風機性能的換算同類型風機性能的換算風機性能風機性能-風機個體特性曲線風機個體特性曲線 通風機在一定的轉(zhuǎn)速下通風機在一定的轉(zhuǎn)速下, , 其風壓、功率、效率與其風壓、功率、效率與流量之間是個函數(shù)關系流量之間是個函數(shù)

13、關系, , 由于風機任務過程的復由于風機任務過程的復雜性雜性, , 很難從實際上得出這個函數(shù)關系的準確數(shù)很難從實際上得出這個函數(shù)關系的準確數(shù)學表示式。因此學表示式。因此, , 實踐運用中通常經(jīng)過實測并用實踐運用中通常經(jīng)過實測并用曲線來描畫風壓、功率、效率與流量之間的關系，曲線來描畫風壓、功率、效率與流量之間的關系，這種曲線就稱為風機的個體特性曲線。它由全壓這種曲線就稱為風機的個體特性曲線。它由全壓H H流量流量Q Q、靜壓、靜壓Hs Hs 流量流量Q Q、功率、功率N N流量流量Q Q 、全壓效率全壓效率流量流量Q Q和靜壓效率和靜壓效率s s 流量流量Q Q五條五條曲線組成。每一臺通風機都有

14、一組個體特性曲線。曲線組成。每一臺通風機都有一組個體特性曲線。軸流風機軸流風機離心風機離心風機離心風機與軸流風機個體特性曲線的比較：風離心風機與軸流風機個體特性曲線的比較：風壓曲線：離心的較平緩壓曲線：離心的較平緩, , 風壓隨風量的變化不大；風壓隨風量的變化不大；軸流的較陡軸流的較陡, , 有有“馬鞍形駝峰區(qū)馬鞍形駝峰區(qū), , 風壓隨風量風壓隨風量的變化較大；功率曲線：在任務區(qū)內(nèi)的變化較大；功率曲線：在任務區(qū)內(nèi), , 離心的離心的功率隨風量的添加而添加功率隨風量的添加而添加, , 因此應閉閘啟動；軸因此應閉閘啟動；軸流的功率隨風量的添加而減少，應開閘啟動。流的功率隨風量的添加而減少，應開閘啟

15、動。風機性能風機性能-風機類型特性曲線風機類型特性曲線 每臺風機都有一組個體特性曲線每臺風機都有一組個體特性曲線, , 運用起來不方運用起來不方便便, , 且不能比較不同類型且不能比較不同類型( (即不類似即不類似) )風機的性能。風機的性能。為了減少個體特性曲線的圖表數(shù)量為了減少個體特性曲線的圖表數(shù)量, , 根據(jù)類似實根據(jù)類似實際得出的無因次系數(shù)際得出的無因次系數(shù)、，對于同一類型，對于同一類型的風機都相等。因此的風機都相等。因此, , Q Q 、Q Q、Q Q曲曲線代表同一類型風機在各種轉(zhuǎn)速下的性能。這樣線代表同一類型風機在各種轉(zhuǎn)速下的性能。這樣一組曲線就稱為風機的類型特性曲線。同一類型一組

16、曲線就稱為風機的類型特性曲線。同一類型的風機就只需一組類型特性曲線。類型特性曲線的風機就只需一組類型特性曲線。類型特性曲線也是經(jīng)過實驗方法確定。也是經(jīng)過實驗方法確定。風機運轉(zhuǎn)風機運轉(zhuǎn)-單臺風機的單臺風機的運轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn) 運轉(zhuǎn)工況點運轉(zhuǎn)工況點: : 風機風風機風壓特性曲線壓特性曲線H H與風管阻與風管阻力特性曲線力特性曲線KmKm的交點的交點, , 即為風機的運轉(zhuǎn)工況即為風機的運轉(zhuǎn)工況點。在工況點上風機點。在工況點上風機的風壓與系統(tǒng)中的阻的風壓與系統(tǒng)中的阻力相等力相等, ,風機的風量就風機的風量就是系統(tǒng)的風量。工況是系統(tǒng)的風量。工況點隨系統(tǒng)阻力和風機點隨系統(tǒng)阻力和風機轉(zhuǎn)速的變化而變化。轉(zhuǎn)速的變化而變化

17、。風機運轉(zhuǎn)風機運轉(zhuǎn)-單臺風機的運轉(zhuǎn)單臺風機的運轉(zhuǎn)對運轉(zhuǎn)工況點的要求對運轉(zhuǎn)工況點的要求: :運轉(zhuǎn)工況點落在風壓曲線的運轉(zhuǎn)工況點落在風壓曲線的穩(wěn)定任務區(qū)范圍內(nèi)；穩(wěn)定任務區(qū)范圍內(nèi)；運轉(zhuǎn)工況點落在效率較高的運轉(zhuǎn)工況點落在效率較高的范圍內(nèi)范圍內(nèi), , 普通要求工況點的運普通要求工況點的運轉(zhuǎn)效率不能低于最高效率的轉(zhuǎn)效率不能低于最高效率的85%85%。即，要求。即，要求0.85max0.85max。滿足這兩項要求的運轉(zhuǎn)范圍，滿足這兩項要求的運轉(zhuǎn)范圍，即為風機的任務區(qū)。即為風機的任務區(qū)。風機運轉(zhuǎn)風機運轉(zhuǎn)-單臺風機的運轉(zhuǎn)單臺風機的運轉(zhuǎn) 對工況點的調(diào)理對工況點的調(diào)理: : 當風當風機的風量和風壓不能滿機的風量和風

18、壓不能滿足設計要求時足設計要求時, , 就應調(diào)就應調(diào)理工況點。理工況點。 兩種調(diào)理法兩種調(diào)理法: : 一是調(diào)理一是調(diào)理阻力特性曲線阻力特性曲線Km, Km, 需增需增大風量時大風量時, , 將將KmKm值調(diào)小值調(diào)小, , 反之將反之將KmKm值調(diào)大；二是值調(diào)大；二是調(diào)理風機轉(zhuǎn)速調(diào)理風機轉(zhuǎn)速, , 從而使從而使風機風壓曲線改動。風機風壓曲線改動。多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn) 多臺風機結(jié)合多臺風機結(jié)合分為分為: :并聯(lián)并聯(lián)串聯(lián)，包括：串聯(lián)，包括：集中串聯(lián)集中串聯(lián)間隔串聯(lián)間隔串聯(lián)多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)-并聯(lián)并聯(lián) 并聯(lián)絡指兩臺或數(shù)臺風機平行地結(jié)合在一同并聯(lián)絡指兩臺或數(shù)臺風機平行地結(jié)合在一

19、同, , 向同一系統(tǒng)保送空氣向同一系統(tǒng)保送空氣, , 其目的是添加系統(tǒng)的其目的是添加系統(tǒng)的風量風量, , 用于風量大用于風量大, , 阻力小的通風系統(tǒng)。阻力小的通風系統(tǒng)。多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)-并聯(lián)并聯(lián) 并聯(lián)的合成性能參數(shù)確定圖解法并聯(lián)的合成性能參數(shù)確定圖解法: : 首先求出合成風壓曲線首先求出合成風壓曲線, , 按風壓相等風按風壓相等風量相加的原那么，確定合成風壓曲線；量相加的原那么，確定合成風壓曲線； 然后確定等效工況點然后確定等效工況點, ,合成風壓曲線合成風壓曲線H H與與風筒風阻風筒風阻R R曲線的交點即為等效工況點。曲線的交點即為等效工況點。 等效工況的風量和風壓即為所求

20、的合成等效工況的風量和風壓即為所求的合成風量和合成風壓。風量和合成風壓。多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)-串聯(lián)串聯(lián) 串聯(lián)就是將前一臺風機的出風口與后一臺串聯(lián)就是將前一臺風機的出風口與后一臺風機的進風口相銜接風機的進風口相銜接, , 向同一系統(tǒng)保送空向同一系統(tǒng)保送空氣氣, , 其目的是提高風壓其目的是提高風壓, , 用于阻力大的通用于阻力大的通風系統(tǒng)。串聯(lián)分為集中串聯(lián)和分散串聯(lián)。風系統(tǒng)。串聯(lián)分為集中串聯(lián)和分散串聯(lián)。多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)-并聯(lián)并聯(lián) 集中串聯(lián)的合成性能參數(shù)確定圖解集中串聯(lián)的合成性能參數(shù)確定圖解法法: : 按風量相等按風量相等, , 風壓相加原那么求出串風壓相加原那么求出串

21、結(jié)合成風壓曲線；結(jié)合成風壓曲線； 合成風壓曲線合成風壓曲線H H與風阻與風阻K K曲線的交點即曲線的交點即為等效工況點；為等效工況點； 等效工況點的風量、風壓即為合成風等效工況點的風量、風壓即為合成風量和合成風壓。量和合成風壓。多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)多臺風機結(jié)合運轉(zhuǎn)-本卷須知本卷須知對于不同性能風機并聯(lián)對于不同性能風機并聯(lián), ,要留意無效并聯(lián)問題。要留意無效并聯(lián)問題。不同性能風機串聯(lián)，要留不同性能風機串聯(lián)，要留意無效串聯(lián)問題。意無效串聯(lián)問題。 通風除塵系統(tǒng)的維護管理是一項非常重要的任務。在系統(tǒng)建成以后，要堅持其正常運轉(zhuǎn)，發(fā)揚其應有的作用，主要依托科學的維護管理。 通風空調(diào)系統(tǒng)的維護管理通風空調(diào)系統(tǒng)的維護管理維護管理任務的內(nèi)容維護管理任務的內(nèi)容 ：1建立、健全組織機構(gòu)建立、健全組織機構(gòu)和規(guī)章制度和規(guī)章制度 2聯(lián)工教育和人員培訓聯(lián)工教育和人員培訓 3系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)操作系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)操作 4定期檢測定期檢測 5方案檢修方案檢修 通風空調(diào)系統(tǒng)的維護管理通風空調(diào)系統(tǒng)的維護管理維護管理任務的內(nèi)容維護管理任務的內(nèi)容 ：檢查管道、風口、閥門檢查管道、風口、閥門 通風空調(diào)系統(tǒng)的維護管理通風空調(diào)系統(tǒng)的維護管理維護管理任務的內(nèi)容維護管理任務的內(nèi)容 ：檢查管道、風口、閥門檢查管道、風口、閥門 通風空調(diào)系統(tǒng)的維護管理通風空調(diào)系統(tǒng)