風(fēng)機基礎(chǔ)知識

風(fēng)機基礎(chǔ)知識風(fēng)機定義風(fēng)機是一種品種繁多、應(yīng)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(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機械。風(fēng)機分類按原理分類：1、容積式：往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式

日常我們所說的羅茨風(fēng)機就屬于回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)葉片把機械能轉(zhuǎn)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(fēng)機分類按絕對排氣壓力分類：1、通風(fēng)機：＜11.27×104Pa2、鼓風(fēng)機：（11.27-34.2)×104Pa3、壓縮機：＞34.2×104Pa（僅供參考）風(fēng)機分類按用途分類工業(yè)鍋爐用風(fēng)機地鐵隧道用風(fēng)機一般通風(fēng)排風(fēng)用風(fēng)機消防風(fēng)機工業(yè)風(fēng)機礦井風(fēng)機風(fēng)機主要性能參數(shù)進口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài):進口壓力：1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即101325Pa，或760mmHg溫度：20℃相對濕度：50%一般我們常用的風(fēng)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(chǎn)生的密度變化，可以按照標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度：1.2kg/m3來做計算。風(fēng)機性能參數(shù)流量Q定義：單位時間內(nèi)通過風(fēng)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(fēng)機流量的計算用風(fēng)機出風(fēng)口面積A與風(fēng)機出風(fēng)口處的風(fēng)速來計算表示為風(fēng)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(fēng)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(chǎn)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(fēng)機進出口氣體全壓之差稱為風(fēng)機全壓，即Pt=Pst+Pt風(fēng)機性能參數(shù)靜壓比

在管道設(shè)計的水力計算中，要考慮管道的阻力損失，管道中風(fēng)速越大，阻力損失就越大，能量衰減的越快，所以對于風(fēng)機來講，靜壓比是個非常重要的量值，表示為η=Pst/Pt。風(fēng)機性能參數(shù)功率1、有效功率Pe：風(fēng)機所輸送氣體在單位時間內(nèi)從風(fēng)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(nèi)原動機傳遞給風(fēng)機軸上的能量，一般電機直連的風(fēng)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(fēng)機性能參數(shù)風(fēng)機效率風(fēng)機全壓效率ηt：風(fēng)機全壓有效功率與風(fēng)機軸功率之比

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

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

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

風(fēng)機動壓一般為Pd=0.5ρv2，所以一般測量出風(fēng)速v，則動壓可得。

風(fēng)量的得出也是通過計算得出Q=A*v，A為風(fēng)機出風(fēng)口面積。

風(fēng)機的噪音也是測試得出，一般在距離出風(fēng)口1米，下方45°角放置測試儀，然后得出頻譜圖，最后得出風(fēng)機的實際噪音。當(dāng)然風(fēng)機噪音也可以通過風(fēng)機流量、壓力估算得出，這個會在后面詳細(xì)講到。風(fēng)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(yīng)的線形長度成比例，對應(yīng)角度相等2、運動相似模型與實物各對應(yīng)點速度方向相同、大小成比例，對應(yīng)各氣流角度相等，即對應(yīng)點速度三角形相似3、動力相似模型與實物之間相對應(yīng)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(fēng)機，都可以認(rèn)定為相似風(fēng)機，可以通過相似計算得出不同機號、不同轉(zhuǎn)速下的風(fēng)機參數(shù)。風(fēng)機相似理論相似風(fēng)機性能參數(shù)換算

假設(shè)某型風(fēng)機參數(shù)分別為流量Q壓力P功率N轉(zhuǎn)速n效率η

需換算風(fēng)機參數(shù)流量Qm壓力Pm功率Nm轉(zhuǎn)速nm效率ηm則二者之間的換算關(guān)系如下：軸流風(fēng)機結(jié)構(gòu)基本構(gòu)成及其作用：1、集流器---改善進口流場2、導(dǎo)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(zhuǎn)換6、導(dǎo)葉---改善出口流場、回收扭速7、擴散筒---轉(zhuǎn)換動壓為靜壓軸流風(fēng)機結(jié)構(gòu)軸流風(fēng)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(fēng)機基本調(diào)節(jié)方式1、變轉(zhuǎn)速2、動葉靜態(tài)調(diào)節(jié)3、動葉動態(tài)調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機原理及特點氣體沿軸向經(jīng)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(dǎo)葉，導(dǎo)葉將一部分偏轉(zhuǎn)的氣流動能變?yōu)殪o壓能，最后，氣體經(jīng)過擴壓器將一部分軸向氣體動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，然后從擴壓器流出，進入管道。相比于離心風(fēng)機軸流風(fēng)機體積小，壓力小，風(fēng)量較大，易于安裝。離心風(fēng)機原理工作介質(zhì)軸向流入葉輪，進入葉片流道，轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪迸c風(fēng)機軸的徑向運動；在葉片的作用下，介質(zhì)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(zhì)離心風(fēng)機結(jié)構(gòu)離心風(fēng)機的結(jié)構(gòu)根據(jù)動能轉(zhuǎn)換為勢能的原理,利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體加速,然后減速、改變流向，使動能轉(zhuǎn)換成勢能（壓力）。離心風(fēng)機中，氣體從（集流器）軸向進入葉輪，氣體流經(jīng)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(zhuǎn)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(fēng)機的出口方向

從電機側(cè)正視風(fēng)機1、葉輪順時針方向旋轉(zhuǎn)：右出風(fēng)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(zhuǎn)：左出風(fēng)口水平向右時為：左0o，角度沿逆時針方向變化

離心風(fēng)機的出風(fēng)口方向示意圖離心風(fēng)機三種主要的葉輪形式

離心風(fēng)機的葉輪相比軸流風(fēng)機的葉輪復(fù)雜的多，工藝上要求較高，根據(jù)葉輪出風(fēng)口端的葉片角度可將風(fēng)機葉輪分為前向型、徑向型、后向型。離心風(fēng)機三種主要的葉輪形式離心風(fēng)機葉片型式—前向葉片出口角度β2＞90°產(chǎn)生風(fēng)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(zhì)，易結(jié)垢一般用于風(fēng)量一般，但是壓力要求高的區(qū)域。應(yīng)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(fēng)機即是這種葉輪離心風(fēng)機葉片型式—徑向葉片出口角度β2=90°結(jié)構(gòu)簡單生產(chǎn)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(yīng)用不是十分廣泛，又由于其不易結(jié)垢的特點，只有在礦井等少數(shù)場合使用。離心風(fēng)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(xué)性能優(yōu)秀，風(fēng)量大，壓力低，但是效率很高，國內(nèi)一般的后向型葉輪的離心風(fēng)機其效率能達(dá)