離心風(fēng)機性能曲線

1、離心風(fēng)機性能曲線離心風(fēng)機性能曲線，即壓力p、效率耳、功率N與流量Q的關(guān)系曲線，與離心泵性能曲線的理論定性分析和實測性能曲線的討論是完全類似的。但是，由于流體的物理性質(zhì)的差異，使得在實際應(yīng)用中，離心風(fēng)機的性能曲線與水泵有所不同。如離心風(fēng)機的靜壓、靜壓效率曲線，離心風(fēng)機的無量綱性能曲線，都在風(fēng)機中有重要的應(yīng)用。一、風(fēng)機的全壓與靜壓性能曲線1、風(fēng)機的全壓、靜壓和動壓水泵揚程計算式是根據(jù)水泵進出口的能量關(guān)系，對單位重量液體所獲得的能量建立的關(guān)系式，即ppv2v2H=(Z-Z)+厶1+(m)21Pg2gv2v2pp對于水泵，(Z-Z)+-21。故在應(yīng)用中，水泵的揚程即全壓等于靜壓，212gPg也就是水泵

2、單位重量液體獲得的總能量可用壓能表示。建立風(fēng)機進出口的能量關(guān)系式，同氣體的位能Pg(Z-Z)可以忽略，得到單位容積氣21體所獲能量的表達式，即PPp=pp=(p+v2)-(p+v2)(N/mJ(41)21st222st121即風(fēng)機全壓p等于風(fēng)機出口全壓p與進口全壓p之差。風(fēng)機進出口全壓分別等于各自的靜21PP壓p、p與動壓fv2、v2之和。式(1)適用于風(fēng)機進出口不直接通大氣(即配置st1st22122有吸風(fēng)管和壓風(fēng)管)的情況下，風(fēng)機性能試驗的全壓計算公式。該系統(tǒng)稱為風(fēng)機的進出口聯(lián)合實驗裝置，是風(fēng)機性能試驗所采用的三種不同實驗裝置之一。風(fēng)機的全壓p是由靜壓p和動壓p兩部分組成。離心風(fēng)機全壓值上

3、限僅為1500mmstd(14710Pa),而出口流速可達30m/s左右；且流量Q(即出口流速)越大，全壓p就越小。因此，風(fēng)機出口動壓不能忽略，即全壓不等于靜壓。例如，當(dāng)送風(fēng)管路動壓全部損失(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)機引入了全壓、靜壓和動壓的概念。風(fēng)機的動壓定義為風(fēng)機出口動壓，即142)p=p=pv2(N/m)dd222風(fēng)機的靜壓定義為風(fēng)壓的全壓減去出口動壓，即pstppd21二p2Pv22二pst2Pst1(N/m)43)風(fēng)機的全壓等于風(fēng)機的靜壓與動壓之和，即44)p=p+p(N/m)std2以上定義的風(fēng)機全壓p，靜壓p和動壓P,，不但都有明確的物理意義；而且

4、也是進行std2風(fēng)機性能試驗，表示風(fēng)機性能參數(shù)的依據(jù)。2、風(fēng)機的性能曲線從上述各風(fēng)壓的概念出發(fā)，按照性能曲線的一般表示方法，風(fēng)機應(yīng)具有5條性能曲線（1）全壓與流量關(guān)系曲線（p-Q曲線）；（2）靜壓與流量關(guān)系曲線（p-Q曲線）；（3）st軸功率與流量關(guān)系曲線（N-Q曲線）；（4）全壓效率與流量關(guān)系曲線5-Q曲線）；（5）靜壓效率與流量關(guān)系曲線（耳-Q曲線）。5條性能曲線中，p-Q曲線與耳-Q曲線ststst是有別于水泵的兩條性能曲線。全壓效率計算方法同水泵，即PQ耳=N/N=（45）u1000N式中：p全壓（N/m）Q流量（iWs）；N軸功率（KW）。靜壓效率耳定義為風(fēng)機的靜壓有效功率與風(fēng)機的軸

5、功率之比，即st46)n=N/N=pstQstUst1000N離心風(fēng)機性能曲線如圖410所示。圖410典型后向葉輪離心通風(fēng)機的性能曲線圖4115-48型離心通風(fēng)機的無量綱性能曲線二、風(fēng)機無量綱性能曲線1.風(fēng)機的無量綱性能系數(shù)根據(jù)泵與風(fēng)機的相似定律，與某一風(fēng)機保持工況相似的任一風(fēng)機（其性能參數(shù)均以下標(biāo)“m”表示），在效率相等（n=n）的條件下，相似三定律可分別表示為m4-7)D注意到，以葉輪外徑表示的幾何比尺九=礦2（4-8）（4-9）兀Dn葉輪出口牽連速度u=尹，引入葉輪260圓盤面積A二ZD二。分別對上面3個定律的表達式進行無量綱化，并考慮到九、u2、和242A2的關(guān)系，得到風(fēng)機的無量綱性能

6、系數(shù)。1）流量系數(shù)Q由流量相似定律表達式（4-7）有ZZ兩端同除4X60后寫為=mZD2ZDnZD2ZDn2X22mX2mm46060最后可得流量系數(shù)，這是一個與流量有關(guān)的無量綱數(shù)，即Q=冬=uA22式（4-10）表明，工況相似的風(fēng)機風(fēng)機流量也大。Qm=吊里uA2m2m其流量系數(shù)應(yīng)該相等，且是一個吊量。流量系數(shù)大，則4-10)2）壓力系數(shù)p由壓力相似定律表達式（4-8）pD2n22fZ兩端同除|160丿2后寫為pm兀Dn2mmI60丿最后可得壓力系數(shù)，這是一個與壓力有關(guān)的無量綱數(shù)，即P=m=常量(4-11)pu2pU22m2m式(4-11)表明，工況相似的風(fēng)機，其壓力系數(shù)應(yīng)該相等，且是一個常量

7、。壓力系數(shù)大，則風(fēng)機的壓力也高。壓力系數(shù)也是風(fēng)機型號編制的依據(jù)之一。3)功率系數(shù)N由功率相似定律表達式(4-9)有NN=mpD5n3pD5n32m2mm兩端同除罟xf60T后寫為4(60丿-m-(kDn丫XI60丿kD2P2mm4(kDn)3I60丿最后可得功率系數(shù)，這是一個與功率有關(guān)的無量綱數(shù)，即NNN=m=吊量(4-12)pu3Apu3A22m2m2m式(4-12)表明，工況相似的風(fēng)機，其功率系數(shù)應(yīng)該相等，且是一個常量。功率系數(shù)大，則風(fēng)機的功率也大。(4)效率效率本身就是一個無量綱數(shù)，根據(jù)上述關(guān)系有x24-13)pQ=p代2UA2=pQ=門NNpu3A22即效率就是無量綱的效率系數(shù)。2風(fēng)機

8、的無量綱性能曲線無量綱性能參數(shù)Q、P、N也是相似特征數(shù)，因此凡是相似的風(fēng)機，不論其尺寸的大小，轉(zhuǎn)速的高低和流體密度的大小，在對應(yīng)的工況點K，它們的無量綱參數(shù)都相等。對于一系列的相似風(fēng)機，每臺風(fēng)機都具有各自的性能曲線。當(dāng)采用無量綱系數(shù)表示時，該系列所有對應(yīng)工況點將重合為一個無量綱工況點，該系列所有對應(yīng)性能曲線將重合為一條無量綱性能曲線。因此，對于系列相似風(fēng)機的性能，可用一組無量綱性能曲線表示。圖4-11是5-48型風(fēng)機的無量綱性能曲線。該曲線表示該型號中，幾何相似，但大小與轉(zhuǎn)速都不相同的一系列風(fēng)機(即不同的機號)的無量綱性能曲線。目前，國產(chǎn)離心風(fēng)機的產(chǎn)品樣本，都采用了無量綱性能曲線表示某一型號系

9、列相似風(fēng)機(不同機號)的共性。無量綱性能曲線不僅是為了減少風(fēng)機性能圖的數(shù)量以簡化表示，而且還便于對不同特性的各種系列風(fēng)機進行比較和選型。無量綱性能參數(shù)與無量綱性能曲線，在理論上也適用與水泵，但是由于水泵的種類繁多，水泵本身還存在汽蝕問題，因此水泵不采用無量綱性能曲線。三、風(fēng)機性能參數(shù)計算1風(fēng)機性能參數(shù)與無量綱性能參數(shù)無量綱參數(shù)都是幾個性能參數(shù)的無量綱組合，同一無量綱參數(shù)可以由這些性能參數(shù)的不同組合而成。因此，相似系列風(fēng)機的對應(yīng)工況點雖然具有同一無量綱參數(shù)，但是，這些點的性能參數(shù)并不相同。利用無量綱性能曲線選擇風(fēng)機和對風(fēng)機性能參數(shù)的校核，都需根據(jù)無量綱參數(shù)和風(fēng)機轉(zhuǎn)速n，葉輪直徑D2，計算風(fēng)機的風(fēng)

10、量，全壓和功率。仍然采用無量綱參數(shù)Q、p、N的表達式，并考慮葉輪圓盤面積A和葉輪出口牽連速度u的關(guān)系，可得22風(fēng)量、全壓和功率的計算式。nD3-Q二U2A2Q二243Q(m3/s)4-14)pn2D2p=pu2p=ip2365(N/mJ4-15)N=PU23A2N二pn3D100088700005N(kw)4-16)2非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的性能參數(shù)變換風(fēng)機性能參數(shù)風(fēng)壓是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的全壓。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是壓力P20-101.3%溫度t=20相對濕度申二50%的大氣狀態(tài)。一般風(fēng)機的進氣不是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而是任一非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，兩種狀態(tài)下的空氣物性參數(shù)不同?？諝饷芏鹊淖兓瘜⑹箻?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)機全壓也隨之變化，在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下應(yīng)用風(fēng)機性能曲線時，必須進行參數(shù)變換。相似定律表明，當(dāng)一臺風(fēng)機進氣狀態(tài)變化時，其相似條件滿足九=1（即D=D）、22mn=n、pp此時相似三定律為mmQ=1;ppQ，mpmpmNmNp4-17)若標(biāo)準(zhǔn)進氣狀態(tài)的風(fēng)機全壓為p，空氣密度為p；非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣密度為p，2020風(fēng)機全壓為p，則全壓關(guān)系有(N/m)4-18)pP=p_2020p一般風(fēng)機的進氣狀態(tài)就是當(dāng)?shù)氐拇髿鉅顟B(tài)，根據(jù)理想氣體