風機基礎知識

風機基礎知識風機定義風機是一種品種繁多、應用廣泛的輸送氣體的通用機械。從能量觀點來分析，它是把原動機的機械能轉變?yōu)闅怏w能量的一種機械。風機分類按原理分類：1、容積式：往復式、回轉式

日常我們所說的羅茨風機就屬于回轉式的一種2、透平式：離心、軸流、混流、橫流透平式的共同特點是通過旋轉葉片把機械能轉變成氣體能量，因此又稱為葉片式機械。（此為我們常見的一種形式，也是我們要重點講解的）3、噴射式風機分類按絕對排氣壓力分類：1、通風機：＜11.27×104Pa2、鼓風機：（11.27-34.2)×104Pa3、壓縮機：＞34.2×104Pa（僅供參考）風機分類按用途分類工業(yè)鍋爐用風機地鐵隧道用風機一般通風排風用風機消防風機工業(yè)風機礦井風機風機主要性能參數(shù)進口標準狀態(tài):進口壓力：1個標準大氣壓，即101325Pa，或760mmHg溫度：20℃相對濕度：50%一般我們常用的風機由于壓力溫度變化較小，所以可不考慮氣體由于溫度、壓力變化所產生的密度變化，可以按照標準狀態(tài)下空氣密度：1.2kg/m3來做計算。風機性能參數(shù)流量Q定義：單位時間內通過風機流道某一截面的氣體容積，故又稱容積流量單位：m3/s，m3/min，m3/h，CFM一般風機流量的計算用風機出風口面積A與風機出風口處的風速來計算表示為風機性能參數(shù)壓力1，靜壓Pst：在平直流道中運動的氣體于某一截面垂直作用于壁面的壓力。通常為測得值。在某些離心風機樣本里也被稱為真空度。動壓Pd：該截面上氣體流動速度所產生的平均壓力Pd=ρv2/2全壓Pt：同一截面上氣體靜壓、動壓之和稱為氣體全壓，風機進出口氣體全壓之差稱為風機全壓，即Pt=Pst+Pt風機性能參數(shù)靜壓比

在管道設計的水力計算中，要考慮管道的阻力損失，管道中風速越大，阻力損失就越大，能量衰減的越快，所以對于風機來講，靜壓比是個非常重要的量值，表示為η=Pst/Pt。風機性能參數(shù)功率1、有效功率Pe：風機所輸送氣體在單位時間內從風機獲得的有效能量

Pe=Pt×Q/1000［kW］式中：Pt［Pa］，Q［m3/s］2、軸功率Psh：單位時間內原動機傳遞給風機軸上的能量，一般電機直連的風機軸功率即為電機功率，如果用皮帶或者其他傳動方式的，要考慮到功率傳遞系數(shù)的影響。風機性能參數(shù)風機效率風機全壓效率ηt：風機全壓有效功率與風機軸功率之比

ηt=Pet/Psh=Pt×Q/1000/Psh風機靜壓效率ηs：風機靜壓有效功率與風機軸功率之比

ηt=Pes/Psh=Pst×Q/1000/Psh風機性能參數(shù)風機轉速n單位：r/min或rpm作用：風機所有性能參數(shù)均將隨轉速的變化而變化常用的電機轉速計算公式為，n=120f/p，n為轉速，f為電源頻率，P為電機極數(shù)(常見2、4、6、8、10）電機直連風機的轉速為電機轉速，可通過改變電源頻率改變風機轉速。若是皮帶傳送可根據(jù)調節(jié)原、被動皮帶輪直徑比例改變風機轉速。風機性能參數(shù)下圖中就是主要的測試風壓的參數(shù)風機性能參數(shù)

如上圖所示，Pt1測試值為進風口全壓，Pt2為出風口全壓，則風機全壓Pt=Pt2-Pt1。Ps1為進風口靜壓，Ps2為出風口靜壓，則風機靜壓為Ps=Ps2-Ps1。

風機動壓一般為Pd=0.5ρv2，所以一般測量出風速v，則動壓可得。

風量的得出也是通過計算得出Q=A*v，A為風機出風口面積。

風機的噪音也是測試得出，一般在距離出風口1米，下方45°角放置測試儀，然后得出頻譜圖，最后得出風機的實際噪音。當然風機噪音也可以通過風機流量、壓力估算得出，這個會在后面詳細講到。風機相似理論相似條件1、幾何相似模型與實物幾何形狀相同，對應的線形長度成比例，對應角度相等2、運動相似模型與實物各對應點速度方向相同、大小成比例，對應各氣流角度相等，即對應點速度三角形相似3、動力相似模型與實物之間相對應的各種力方向相同、大小成比例一般對于一個特定類型的風機，都可以認定為相似風機，可以通過相似計算得出不同機號、不同轉速下的風機參數(shù)。風機相似理論相似風機性能參數(shù)換算

假設某型風機參數(shù)分別為流量Q壓力P功率N轉速n效率η

需換算風機參數(shù)流量Qm壓力Pm功率Nm轉速nm效率ηm則二者之間的換算關系如下：軸流風機結構基本構成及其作用：1、集流器---改善進口流場2、導流器---改善進口流場3、整流罩---改善進口流場4、機殼---約束流場5、葉輪：葉片、輪轂及其緊固件---能量轉換6、導葉---改善出口流場、回收扭速7、擴散筒---轉換動壓為靜壓軸流風機結構軸流風機基本安裝方式1、立式安裝2、臥式安裝3、傾斜式安裝軸流風機基本調節(jié)方式1、變轉速2、動葉靜態(tài)調節(jié)3、動葉動態(tài)調節(jié)軸流風機原理及特點氣體沿軸向經過集流器，在葉輪處收到葉輪沖擊而獲得到一定的動壓和靜壓，然后流入后導葉，導葉將一部分偏轉的氣流動能變?yōu)殪o壓能，最后，氣體經過擴壓器將一部分軸向氣體動能轉變?yōu)殪o壓能，然后從擴壓器流出，進入管道。相比于離心風機軸流風機體積小，壓力小，風量較大，易于安裝。離心風機原理工作介質軸向流入葉輪，進入葉片流道，轉變?yōu)榇怪迸c風機軸的徑向運動；在葉片的作用下，介質獲得能量提升：靜壓提高、動能增加待所升高的能量足以克服阻力，則可輸送介質離心風機結構離心風機的結構根據(jù)動能轉換為勢能的原理,利用高速旋轉的葉輪將氣體加速,然后減速、改變流向，使動能轉換成勢能（壓力）。離心風機中，氣體從（集流器）軸向進入葉輪，氣體流經葉輪時改變成徑向，然后進入擴壓器（蝸殼）。在蝸殼中，氣體改變了流動方向造成減速，這種減速作用將動能轉換成壓力能。壓力增高主要發(fā)生在葉輪中，其次發(fā)生在擴壓過程。離心風機的出口方向

從電機側正視風機1、葉輪順時針方向旋轉：右出風口水平向左時為：右0o，角度沿順時針方向變化2、葉輪逆時針方向旋轉：左出風口水平向右時為：左0o，角度沿逆時針方向變化

離心風機的出風口方向示意圖離心風機三種主要的葉輪形式

離心風機的葉輪相比軸流風機的葉輪復雜的多，工藝上要求較高，根據(jù)葉輪出風口端的葉片角度可將風機葉輪分為前向型、徑向型、后向型。離心風機三種主要的葉輪形式離心風機葉片型式—前向葉片出口角度β2＞90°產生風壓較高，但是效率較低前向型的葉片容易在葉輪間聚集雜質，易結垢一般用于風量一般，但是壓力要求高的區(qū)域。應用廣泛葉片一般較窄，葉片數(shù)量多常見的9-19系列、9-26系列離心風機即是這種葉輪離心風機葉片型式—徑向葉片出口角度β2=90°結構簡單生產成本較低參數(shù)介于前向型和后向型之間，但是效率較低，所以現(xiàn)在應用不是十分廣泛，又由于其不易結垢的特點，只有在礦井等少數(shù)場合使用。離心風機葉片形式—后向葉片出口角度β2＜90°此種葉輪由于其空氣動力學性能優(yōu)秀，風量大，壓力低，但是效率很高，國內一般的后向型葉輪的離心風機其效率能達