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1、轴流以及离心风叶的一些基础 知识一、风机的性能参数1、 风机工作性能参数风机的工作性能参数（或称为有因次性能参数）包括风压、风量、功率、效率与 转速等。（1）风压：风机风压系指全压H,单位为Pa,它是单位体积的气体流过风机叶 轮时所获得的能量增量。它等于风机的静压Hs与动压Hv之和。一般通风机在较高效率 范围内工作时，其动压约占全压的1020%左右。（2）风量：指通风机在单位时间内所输送的气体体积。风机说明书中的风量与 风压，一般均指标准气态下（即大气压力为760nmHg,温度为20C,湿度为50%,密度 为1.2kg/m3 ）的数值。风量单位常用有m3 /s , m3 / min , m3
2、/ h。（3）功率：单位时间内所做的功，单位kw （千瓦）。风机的功率可分为：全压有效功率一指单位时间内通过风机的空气所获得的实际能量，它是风机 的输出功率，也称为空气功率。静压有效功率一指单位时间内通过风机的空气所获得的静压能量。它是全压 有效功率的一部分。轴功率电动机传递给风机转轴上的功率。也就是风机的输入功率。电机功率一考虑了传动机械效率和电机容量安全系数后，电动机的功率。（4）效率：表明风机将输入功率转化为输出功率的程度。分为全压效率（也称 为空气效率或总效率）和静压效率。（5）转速：系指风机叶轮每分钟的转数，单位为转/分。风机转速改变时，风机的 流量、风压和轴功率都将随之改变。2、
3、同类型风机性能的关系风机性能也可用无因次的流量系数，压力系数和功率系数来表示。这些无因次 性能参数（也称无因次系数）的换算公式是由相似理论推导出来的。同一类型的风机相似 （包括几何相似，运动相似和动力相似），因此，同一类型风机的无因次性能参数相等。 即式中 a、B、Y分别为流量系数、压力系数、功率系数，无因次;P空气密度，kg/m3；D风机的叶轮外径，m；U一叶轮周边切线速度，m/s；H风机的风压，Pa；Q风机的风量，m7so根据相似理论及上式无因次系数式，可得同类型风机性能的换算关系式为：Q/Q = ( D/Df)3 (n/nf)H/H = (p/p f) ( D/Df)2 (n/n )2N
4、/M = (p/p ) ( D /D )5 (n/n)3式中 Q、Q分别为所要换算的两台风机的风量，d/s；H、H分别为所要换算的两台风机的风压，Pa；N、N分别为所要换算的两台风机的功率，kw；D、D一分别为所要换算的两台风机的叶轮直经，m；n、n一分别为所要换算的两台风机的转速，转/分；P、P 分别为所要换算的两台风机工作的空气密度，kg/m上式可用于同类型风机中任意两台风机之间的性能参数换部，也可用于同台风机不同转速, 不同空气密度条件下的性能变化的分析。二、风机特性曲线1 .风机个体特性曲线通风机在一定的转速下，其风压、功率、效率与流量之间是个函数关系，由于 风机工作过程的复杂性，很难
5、从理论上得出这个函数关系的精确数学表示式。因此，实 际应用中通常通过实测并用曲线来描述风压、功率、效率与流量之间的关系，这种曲线 就称为风机的个体特性曲线。它由全压H流量Q、静压工流量Q、功率N流量Q、 全压效率n流量Q和静压效率 %流量Q五条曲线组成(如图4-5所示)。每一台 通风机都有一组个体特性曲线。N（a）轴流风机（b）离心风机离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较：风压曲线：离心的较平缓，风压随 风量的变化不大；轴流的较陡，有“马鞍形”驼峰区，风压随风量的变化较大；功率 曲线：在工作区内，离心的功率随风量的增加而增加，因此应闭闸启动；轴流的功率随 风量的增加而减少，应开闸启动。2 .风
6、机类型特性曲线即使同一类型（即相似）风机，各台的工作性能参数也是不相同的，这样，每台 风机都有一组个体特性曲线，使用起来不方便，且不能比较不同类型（即不相似）风机 的性能。为了减少个体特性曲线的图表数量，根据相似理论得出的无因次系数a、B、 Y，对于同一类型的风机都相等。因此，aQ、BQ、nQ曲线代表同一类型风 机在各种转速下的性能。这样一组曲线就称为风机的类型特性曲线。同一类型的风机就 只有一组类型特性曲线。类型特性曲线也是通过试验方法确定。三、对轴流风叶以及离心风叶（含前向离心风叶和后向离心风叶）的一些认识1、各种风轮的风量与风压的关系：a）轴流风叶：风量随风压变化明显，当风压 或压力损失
7、增大时风量损失明显，同时功耗增长明显；b）贯流风叶：与轴流 风叶类似，风量随风压变化明显，当风压或压力损失增大时风量损失明显，功 耗增长明显；同时当风压上升到一定值后，风量接近于零；c）斜流风轮：风 量随风压变化比轴流风轮平缓，但比离心风轮差；d）前向型离心风叶：风量 随风压变化相对平缓，当风压或压力损失增大时风量损失相对较小；e）后向 型离心风叶：风量随风压变化比前向型离心风叶更平缓。2、分体室外机由于风阻（风压）较小，故选用三叶或两叶的轴流风叶，以降低风 叶的功耗和材料成本。而窗机的室外侧风阻比较大，故多使用五叶或者六叶的 轴流风叶，从而增加风压，使风量随风压变化的曲线变的平缓一些。3、增
8、大轴流风叶的风量通常从三个方面对风轮进行优化：a）叶片的曲率半径。 曲率半径对风叶的风量影响存在一个最佳值，即起始阶段风量随曲率半径的增 大而增大，但到最大值后风量会随着曲率半径的增大而较少；同时曲率半径对 噪音有影响；b）叶片的弦长，对风量有影响，但对噪音影响很小；c）叶片的 倾角。4、通过增加叶尖高、增加叶片数或增加风叶直径来增加轴流风量各有什么特点： a）增加叶尖高能够有效地增加风量，从而降低转速，但是风叶的抗压力变化 特性变差；b）增加叶片数能够改善风轮的抗压力特性，但是同风量下转速和 功耗要高于通过增加叶尖高方式获得的风量；c）通过增加风叶直径能够明显 增加风量和降低转速，抗压力特性
9、曲线没有什么变化，但是往往受到结构高度 的限制。5、前弯后掠形式的轴流风叶能够降低噪音，但是对风量影响不大；对叶片表面打 高尔夫球痕能够降低噪音0. 5dB （A）左右，对风量影响很小；对叶片外弦边 缘进行翻边，能够降低噪音l-2dB （A）,对风量影响很小；6、轴流风机轮毂直径大小以及形状影响到风机效率和风量，轮毂直径变小，风量 能够增加，但是风机效率（单位风凉的功耗）变差。7、对部分轴流风叶，风叶前缘曲面对风量和噪音相对很小，如图所示：对前缘曲面可以切调部分材料以降低成本，对风量和噪音几乎无影响。圆角2处越 尖越好，对噪音有改善，但对风量几乎无影响；圆角1处圆角半径大小对风量和噪音影 响很
10、小；外缘边缘倒圆角主要出于模具强度和寿命考虑，对风量和噪音影响很小。8、打水圈的位置对风叶本身风量和噪音几乎无影响，故打水圈设计应该以适合打水 为主要目标。9、后向型离心风轮比较适合相对高转速的场合，即转速相对较高时后向型离心风轮 的风机效率较高；前向型离心风轮比较适合相对比较低的转速的场合，即转速相对较低 时前向型离心风轮的风机效率较高。10、离心风轮各特征对风机性能的影响：进风口的直径a应与风轮直径相匹配，可通过公式估算；风轮高度b变大时风量会随之 变大，但当b增加到一定数值后，b的增加会带来噪音的急剧变大而风量不再变大；C处形状对 风量有较大影响；轮毂（D）的形状和尺寸对风量和噪音都有影
11、响。叶片形状如调整为叶型截面 沿轴向进气角不一样，同时对叶片底板补平,则同转速下，风量能上涨10%,噪音下降2-3dB （A）, 同时功率会略有降低。但是由于风轮模具结构将由上下分模变为抽芯，模具成本以及制造成本 上涨约一倍。11、对前向型离心风轮叶片采用机翼型则可能会降低噪音；采用不等间距也能构降低噪音， 但风道匹配时可能会产生风量不稳（喘振）现象。12、前向型离心风轮风机特性依赖于风道形状，设计时尽量采用螺旋线性风道，风轮与涡舌 之间间隙一般为0. 07-0.11的风轮半径.后向型离心风轮风机特性对风道形状的依赖性较低。13、对离心风轮蜗壳进风口设计时可采用偏心理论，即风道蜗壳上的进风口中心同比风轮中 心往低压侧偏移23nm,此时风量约提高噪音同时有所降低，原理为尽量保持高压 腔的密封性。14、平衡出风口的风速能够降低噪音。15、轴流风叶导风圈采用两边扩口形式能够提高风量。如图所示，此种形状的导风圈在镀金件上容易实现，在整料件上则比较困难。16、导风圈最好位于风叶出风口处，窗机由于结构原因导风圈只能位于风叶的后半部分，故 导风圈的长度过长时可能会导致风量降低,
