風(fēng)機(jī)基本知識(shí)

風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。風(fēng)機(jī)的工作原理與透平壓縮機(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處理。本文風(fēng)機(jī)是指通風(fēng)機(jī)而言。由于通風(fēng)機(jī)的工作壓力較低，其全壓不大于1500mmH2O,因此可以忽略氣體的壓縮性。這樣，在通風(fēng)機(jī)的理論分析和特性研究中，氣體運(yùn)動(dòng)可以按不可壓縮流動(dòng)處理。這一近似使得通風(fēng)機(jī)與水泵在基本原理、部件結(jié)構(gòu)、參數(shù)描述、性能變化和工況調(diào)節(jié)等方面有很多的相同之處，在水泵的各相關(guān)內(nèi)容中已作了論述。但是，由于流體物性的差異，使通風(fēng)機(jī)和水泵在實(shí)際應(yīng)用的某些方面有所不同，形成了通風(fēng)機(jī)的一些特點(diǎn)。第一節(jié)風(fēng)機(jī)的分類與構(gòu)造一、風(fēng)機(jī)分類1、按風(fēng)機(jī)工作原理分類按風(fēng)機(jī)作用原理的不同，有葉片式風(fēng)機(jī)與容機(jī)式風(fēng)機(jī)兩種類型。葉片式是通過葉輪旋轉(zhuǎn)將能量傳遞給氣體；容積式是通過工作室容積周期性改變將能量傳遞給氣體。兩種類型風(fēng)機(jī)又分別具有不同型式。.|離心式風(fēng)機(jī)葉片式風(fēng)機(jī)軸流式風(fēng)機(jī)一混流式風(fēng)機(jī)'往復(fù)式風(fēng)機(jī)容積式風(fēng)機(jī)回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)2、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p<98Pa(10mmH2O)。此風(fēng)機(jī)無機(jī)殼，又稱自由風(fēng)扇，常用于建筑物的通風(fēng)換氣。通風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)條件下，風(fēng)機(jī)額定壓力范圍為98PaVp<14710Pa(1500mmH2O)。一般風(fēng)機(jī)均指通風(fēng)機(jī)而言，也是本文所論述的風(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14710PaVpV196120Pa。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p>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)。二、通風(fēng)機(jī)分類通風(fēng)機(jī)通常也按工作壓力進(jìn)行分類。"低壓風(fēng)機(jī)p<980Pa(100mmH2O)"離心式風(fēng)機(jī)中壓風(fēng)機(jī)980PaVp<2942Pa(300mmH2O)［高壓風(fēng)機(jī)2942PaVpV14710Pa(1500mmH2O)通風(fēng)機(jī)<2「低壓風(fēng)機(jī)p<490Pa(50mmH2O)〔軸流式風(fēng)機(jī)Y高壓風(fēng)機(jī)490Pa<p<4900Pa(500mmH2O)三、離心式風(fēng)機(jī)主要部件2離心風(fēng)機(jī)的主要部件與離心泵類似。下面僅結(jié)合風(fēng)機(jī)本身的特點(diǎn)進(jìn)行論述。1.葉輪葉輪是離心泵風(fēng)機(jī)傳遞能量的主要部件，它由前盤、后盤、葉片及輪轂等鮑成。葉片有后彎式、徑向式和前彎式(見離心泵葉片形狀，圖2—16)，后彎式葉片形狀又分為機(jī)翼型、直板型和彎板型。葉輪前盤的形式有平直前盤、錐形前盤和弧形前盤三種，如圖4—1所示。3)平沁腳盤⑴錐形牝費(fèi)［S以形繭魚甌I咱竺可技(a)平直前盤(b)錐形前盤(c)弧形前盤圖4-1前盤形式2.集流器將氣體引入葉輪的方式有兩種，一種是從大氣直接吸氣，稱為自由進(jìn)氣；另一種是用吸風(fēng)管或進(jìn)氣箱進(jìn)氣。不管哪一種進(jìn)氣方式，都需要在葉輪前裝置進(jìn)口集流器。集流器的作用是保證氣流能均勻地分布在葉輪入口斷面，達(dá)到進(jìn)口所要求的速度值，并在氣流損失最小的情況下進(jìn)入葉輪。集流器形式有圓柱形，圓錐形，弧形，錐柱形和錐弧形等，如圖4-2所示?；⌒?，錐弧形性能好，被大型風(fēng)機(jī)所采用以提高風(fēng)機(jī)效率，高效風(fēng)機(jī)基本上都采用錐弧形集流器。(a)圓柱形(b)圓錐形圖4-2(c)弧形集流器形式(d)錐柱形(e)錐弧形3.渦殼渦殼作用是匯集葉輪出口氣流并引向風(fēng)機(jī)出口，與此同時(shí)將氣流的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能。渦殼外形以對數(shù)螺旋線或阿基米德螺旋線最佳，具有最高效率。渦殼軸面為矩形，并且寬度不變。渦殼出口處氣流速度仍然很大，為了有效利用氣流的能量，在渦殼出口裝擴(kuò)壓器，由于渦殼出口氣流受慣性作用向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜，因此擴(kuò)壓器一般作成沿偏斜方向擴(kuò)大，其擴(kuò)散角通常為6。?8。，如圖4-3所示。離心風(fēng)機(jī)渦殼出口部位有舌狀結(jié)構(gòu)，一般稱為渦舌(圖4-3)。渦舌可以防止氣體在機(jī)殼內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。一般有渦舌的風(fēng)機(jī)效率，壓力均高于無舌的風(fēng)機(jī)。圖4-3渦殼圖4-4進(jìn)氣箱4.進(jìn)氣箱氣流進(jìn)入集流器有三種方式。一種是自由進(jìn)氣；另一種是吸風(fēng)管進(jìn)氣，該方式要求保證足夠長的軸向吸風(fēng)管長度；再一種是進(jìn)氣箱進(jìn)氣，當(dāng)吸風(fēng)管在進(jìn)口前需設(shè)彎管變向時(shí)，要求在集流器前裝設(shè)進(jìn)氣箱進(jìn)氣，以取代彎管進(jìn)氣，可以改善進(jìn)風(fēng)的氣流狀況。進(jìn)風(fēng)箱見圖4-4所示。進(jìn)氣箱的形狀和尺寸將影響風(fēng)機(jī)的性能，為了使進(jìn)氣箱給風(fēng)機(jī)提供良好的進(jìn)氣條件，對其形狀和尺寸有一定要求。（1）進(jìn)氣箱的過流斷面應(yīng)是逐漸收縮的，使氣流被加速后進(jìn)入集流器。進(jìn)氣箱底部應(yīng)與進(jìn)風(fēng)口齊平，防止出現(xiàn)臺(tái)階而產(chǎn)生渦流（見圖4-4）。（2）進(jìn)氣箱進(jìn)口斷面面積A,〃與葉輪進(jìn)口斷面面積A。之比不能太小，太小會(huì)使風(fēng)機(jī)壓力和效率顯著下降，一般氣/A。木1.5；最好應(yīng)為AJA/1.25?2.0（見圖4-4）。（3）進(jìn)風(fēng)箱與風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的相對位置以90。為最佳，即進(jìn)氣箱與出風(fēng)口呈正交，而當(dāng)兩者平行呈180。時(shí)，氣流狀況最差。5.入口導(dǎo)葉在離心式風(fēng)機(jī)葉輪前的進(jìn)口附近，設(shè)置一組可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角的導(dǎo)葉（靜導(dǎo)葉），以進(jìn)行風(fēng)機(jī)運(yùn)行的流量調(diào)節(jié)。這種導(dǎo)葉稱為入口導(dǎo)葉或入口導(dǎo)流器，或前導(dǎo)葉。常見的入口導(dǎo)葉有軸向?qū)Я髌骱秃喴讓?dǎo)流器兩種，如圖4-5所示。入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式在離心風(fēng)機(jī)中有廣泛的應(yīng)用。圖4-5離心式風(fēng)機(jī)的入口導(dǎo)流器（a）軸向?qū)Я髌鹘Y(jié)構(gòu)示意圖（b）簡易導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)示意圖1入口導(dǎo)葉2葉輪進(jìn)口風(fēng)筒3入口導(dǎo)葉轉(zhuǎn)軸4導(dǎo)葉操作機(jī)構(gòu)四、離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式離心風(fēng)機(jī)一般采用單級單吸或單級雙吸葉輪，且機(jī)組呈臥式布置。圖4-6所示為4-13.2（工程單位制為4-73）—11NN6D型高效風(fēng)機(jī)。該風(fēng)機(jī)為后彎式機(jī)翼型葉片，其最高效率可達(dá)93%，風(fēng)量為17000?68000m3/h，風(fēng)壓為600?7000Pa，葉輪前盤采用弧形。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口前裝有導(dǎo)流器，可進(jìn)行入口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)。根據(jù)風(fēng)機(jī)使用條件的要求不同，離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口方向，規(guī)定了“左”或“右”的回轉(zhuǎn)方向，每一回轉(zhuǎn)方向分別有8種不同出風(fēng)口位置，如圖4-7所示。另可補(bǔ)充15。、30。、60。、圖4-61機(jī)殼2進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)門3葉輪

9、10地腳螺釘圖4-61機(jī)殼2進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)門3葉輪

9、10地腳螺釘4-13.2（4-73）—11N16D型風(fēng)機(jī)4軸5進(jìn)風(fēng)口6軸承箱7地腳螺栓8聯(lián)軸器11墊圈12螺栓及螺母13銘牌14電動(dòng)機(jī)圖4-7出風(fēng)口位置五、軸流式風(fēng)機(jī)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4-8所示。圖4-8軸流式（通）風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（兩級葉輪）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)

由于軸流式風(fēng)機(jī)（包括軸流式泵）具有較大的輪彀，故可以在輪彀內(nèi)裝設(shè)動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有液壓式調(diào)節(jié)和機(jī)械式調(diào)節(jié)兩種類型。該機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)葉輪葉片的安裝角，進(jìn)行風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況調(diào)節(jié)。目前，國內(nèi)外大型軸流風(fēng)機(jī)與軸流泵都已實(shí)現(xiàn)了動(dòng)葉可調(diào)。導(dǎo)葉是軸流式風(fēng)機(jī)的重要部件，它可調(diào)整氣流通過葉輪前或葉輪后的流動(dòng)方向，使氣流圖4-9軸流泵與風(fēng)機(jī)的基本型式（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)葉以最小的損失獲得最大的能量；對于葉輪后的導(dǎo)葉，還有將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓能的作用。導(dǎo)葉設(shè)置如圖4-9所示。葉輪后設(shè)置導(dǎo)葉稱后導(dǎo)葉。后導(dǎo)葉設(shè)置在軸流風(fēng)機(jī)和軸流泵中普遍采用。葉輪前設(shè)置導(dǎo)葉稱為前導(dǎo)葉。目前，中、小型軸流風(fēng)機(jī)常采用前導(dǎo)葉裝置。在葉輪前后均設(shè)置導(dǎo)葉是以上兩種型式的綜合，可轉(zhuǎn)動(dòng)的前導(dǎo)葉還可進(jìn)行工況調(diào)節(jié)。這種型式雖然工作效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，僅適用于軸流風(fēng)機(jī)。常用風(fēng)機(jī)種類匯總:1.離心式通風(fēng)機(jī)2.軸流式通風(fēng)機(jī)3.離心式鼓風(fēng)機(jī)6.螺桿式真空機(jī)圖1單螺和空壓昧構(gòu)彖倒7.活塞式壓縮機(jī)圖1單螺和空壓昧構(gòu)彖倒離心通風(fēng)機(jī)的幾種傳動(dòng)方式離心通風(fēng)機(jī)根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)要求等因素，傳動(dòng)方式可設(shè)計(jì)為：電機(jī)直聯(lián)型（A型）、皮帶傳動(dòng)型（B、C、E、F型）和聯(lián)軸器傳動(dòng)型（D型）三種。具體描述如下：

電動(dòng)機(jī)直聯(lián)型（Motordirectlydriventype）A式：風(fēng)機(jī)的葉輪直接安裝在電動(dòng)機(jī)軸上（見圖A型）。皮帶傳動(dòng)型（Beltdriven）:通過皮帶和皮帶輪驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)。具體又分：B型、C型、E型和