离心式通风机的构造和工作原理

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1、第二章通风机通风机作为空气动力机械，在通风除尘与气力输送系统中，都用来输送空气和粉尘或物料。因而， 合理地选择风机，对通风除尘与气力输送的效果有着很大的影响。通风系统常见的风机有离心式通风 机和轴流式通风两种，而在通风除尘和气力输送系统中大都有采用离心式通风机，另外，随着制粉技 术的发展，配粉技术的广泛应用，作为正压输送的动力来源-罗茨鼓风机也受到重视。因此，本章重 点介绍离心式通风机，同时介绍罗茨鼓风机。2.1离心式通风机的构造和工作原理离心式通风机的构造如图所示。它的主要部件是机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口。此外还有 轴承、底座等部件。通风机的轴通过联轴器或皮带轮与电动机轴相连。当电动机

2、转动时，风机的叶轮 随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于 速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了负压，吸 气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下， 在管道中不断流动。图2-1通风机的各部件中，叶轮是最关键性的部件，特别是叶轮上叶片的形式很多，但基本上可分为前 向式、径向式和后向式三种。如图所示。图2-2这三种不同形式的叶片是以叶片出口角B来区分的，所谓叶片出口角就是叶片的出口方向（出口 端的切向方向）和叶轮的圆周方向（在叶片出口端的圆周切线方向）之间的

3、夹角（B）。这三种叶片形式各有特点。后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离心力作用下的运动方向， 空气与叶片之间的撞击很小。因此能量损失和噪音较小，效率较高。但后向式叶片只能使空气以较低 的流速从叶轮甩出，空气所获得的动压较低。前向式叶片与后向式不同，它的形状与空气在离心力作用下的运动方向完全相反，空气与叶片之 间撞击剧烈。因此能量损失和噪音都较大，故效率就低，但前向式叶片能使空气以较高的流速从叶轮 中甩出，从而使空气在风机出口处获得较大的静压。径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。机壳一般呈螺旋形，它的作用是吸集从叶轮中甩出的空气，并通过气流断面的渐扩作用，将空气 的动压力转化为静压。离

4、心式通风机所产生的压力一般小于1500毫米水柱。压力小于100毫米水柱的称为低压风机， 一般用于空气调节系统。压力小于300毫米水柱的称为中压风机，一般用于通风除尘系统。压力大于 300毫米水柱的称为高压风机，一般用于气力输送系统。2.2离心式通风机的性能参数与性能曲线2.2.1离心通风机的主要性能参数离心式通风机有一定的参数表示它的性能和规格，为了合理地选择与使用风机，就必须分析了解 这些参数以及其相互间的关系。表示风机性能的主要参数有：1.风量通风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量Q,又称送风量或流量，其单位为米3/秒或米 3/时，工程上常用单位是米3/时。风机所产生的风量与风机叶轮

5、直径、转速、叶片形式等有关，其三者之间的相互关系要用下式表 示：(m3/s)(2-1)(2-2)式中：Q通风机的风量；D2通风机叶轮的外径，米;V2叶轮外周的圆周速度，米/秒n通风机的转速，转/分;流量系数，与风机型号有关。常用离心式风机的流量系数见表2-1：表：2-1代丁74-72C4-734-79Y4-566-236-309-199-260.1460.1540.1700.1080.0240.0,140.0300.0；800.4540.4620.48402660.61406540.81408740.1640.1740.1900.1210.0290.0,190.0370.0900.4450.4

6、620.47302640.6000.6：60.8340.8:570.1820.1910.2100.1370.0330.0;540.0440.1)00.43604440.46702600.5820.6170.8280.&320.1990.2090.2300.1510.0340Q530.0510.1100.480.4250.45002600.5730.5)00.8030.7990.260.2280.2500.1660.0390Q580.0580.1：200.39204060.4330.2510.5370.5730.77207610.23402460.2700.1820.0440.0730.0650

7、丄300.36503700.42102430.4900.5;500.7320.7140.2520.2630.3000.1940.0490.0780.0730.1，400.3380.3140.3590.2270.4330.5：50.69206670.2690.2820.3300.2090.0540.0；0.0800.1;500.3)30.2770.2900.2080.36604)60.6520.6：20No12345678风机的风量一般用实验方法测得。风量的大小与通风机的尺寸和转速成正比。在管道系统中，风 量可以通过闸门或改变通风机的转速来调节。但通风机最大的转数不可超过性能选用表上规定的最高

8、转数。以叶轮外周的圆周速度表示，压力在300-1500毫米水柱的风机，v2W100米/秒，压力在300 毫米水柱以下的风机v2W70米/秒。22.风压通风机的出口气流全压与进口气流全压之差称为风机的风压H,其单位为毫米水柱。风机所产生 的风压与风机的叶轮直径、转速、空气密度及叶片形式有关，其关系可用下式表示：(2-3)旳(mmH2O)式中：H 通风机全压，毫米水柱;P 空气的密度，千克/米3;通常取标准空气密度P=1.2千克/米3;v2叶轮外周的圆周速度，米/秒；H全压系数，根据实验确定，一般如下：后向式:H=o.40.6；径向式：H=o.60.8； 前向式：H=0.81.1；D2风机叶轮的外

9、径，米；n风机的转速，转/分。风机的风压与转速的平方成正比，适当提高转速就能增大风压。在管道系统中，风压也可用调节 闸门来改变。3功率通风机在一定的风压下输送一定数量的空气时，需要消耗一定的能量，这个能量是由带动它的电 机提供的。单位时间内所消耗的能量称为功率N,功率的单位用千瓦来表示。通风机的有效功率Ny 千瓦）即： 7(2-5)式中：Q通风机输送的风量，米3/秒;H通风机产生的风压，毫米水柱；102千瓦与千克米/秒之间的换算关系系数，1千瓦=102千克米/秒。实际上，消耗在通风机轴上的功率（轴功率）要大于有效功率，这是因为通风机在运转过程中轴 承内部有磨擦损失和空气在通风机中流动也有能量损

10、失的缘故。轴功率N与有交效功率Ny之间的关 系如下：(2-6)式中：n通风机效率，。N轴功率，千瓦当通风机的转速一定时，它的轴功率随着风量的改变而改变，一般离心式通风机的轴功率随着风 量的增加而增加。4. 效率通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率n,即：耐(2-7)通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。后向叶片风机的效率一般在0.80.9之间，前向叶片风机的效率在0.60.65之间。同一台风机 在一定的转速下，当风量和风压改变时，其效率也随之改变，但其中必有一个最高效率点，最高效率 时的风量和风压称为最佳工况。通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最 佳式况时的风

11、量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90 %。5. 转速通风机的转速n可用转速表直接测量，其数值用每分钟多少转(转/分)来表示。小型风机的转 速一般较高，往往与电动机直接相连。大型风机的转速较低，一般用皮带传动与电动机相连，改变皮 带轮的直径即可调节风机的转速，其关系如下：兮久(2-8)式中：nn2风机；电动机的转速dd2风机和电动机的皮带轮的直径。从上述可见，如要改变风机的转速，只要改变通风机或电动机中任意一个皮带轮的直径即可。当改变风机转速时，风机的特性参数；特性曲线也随之改变，亦即，风机在每一转速下都有其相 应的特性曲线。当转速改变时，风机的特性参数Q，H，N的变化可按下式计

12、算：以上可见，如果通风机的转速由n改变为n，时，风机的风量变化与卅的一次方成正比，功率变 化与対的三次方成正比。所以在增加风机转速时，必须重新计算所需功率，注意原来配备的电机是 否会过载。必须指出，上述通风机的几个性能参数不是固定不变的，它们之间都有一定的内在联系。当通风 机在管网中工作时，这些参数又受到网路特性的影响，所以要选择使用好一台通风机，不但要熟悉通 风机的性能，还要了解网路特性以及它们之间的关系。H旳丄理17A3*7 it2.2.2通风机的性能曲线通风机的性能曲线一般有HQ曲线，NQ曲线，nQ曲线三种，这三种曲线常画在同一图 上，统称为风机的特性曲线。根据特性曲线，已知Q米3/时，

13、H毫米水柱，N千瓦，n(%)中的任 何一值即可求得其它各值。图2-4图2-5但是，有的风机样本中风机中不列出特性曲线，而只列出选择风机的数字表格，性能表中每一种 转速按流量、风压等分为八个性能点。见表2-2表 2-2攵序分号全I 毫扌流I尺水柱1效（米3时）轴J0千?力率所T芯千2脣功率 电z L千力机L1234 056783247950 82.，48.529.83198910 868.910.：23319988089.59.42 10.8530310850919.911.4290118309110.2 11.13826812780 88.510.512.12461375086.510.712.422414720 82.410.912.5表中所列出各性能点的最高效率，均在