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1、通风风机通风风机原理原理1主要内容主要内容风机的分类风机的分类离心风机和轴流风机原理；离心风机和轴流风机原理；风机的性能及特性曲线；风机的性能及特性曲线；风机在通风系统中的运行规律；风机在通风系统中的运行规律；风机的选择计算。风机的选择计算。 通风风机通风风机2 1. 1.按风压分按风压分 根据风机的压力根据风机的压力, , 可将风机分为可将风机分为 低压风机、中压风机和高压风机。低压风机、中压风机和高压风机。其压力范围如下其压力范围如下: : 低压低压: : 风机全压风机全压 H 1000Pa H 1000Pa 中压中压: 1000Pa H 3000Pa: 1000Pa H 3000Pa 高
2、压高压: 3000Pa H 15000 Pa: 3000Pa 90(90, 90(90 160) 160)叶片出口沿径向安装叶片出口沿径向安装,= 90,= 90叶片弯叶片弯曲方向曲方向与旋转与旋转方向相方向相反反, , 90(290(200 70)70)11离心风机的传动形式离心风机的传动形式12风机结构及原理风机结构及原理- -轴流风机轴流风机轴流风机的轴流风机的基本组成基本组成: :1-1-集风器集风器2-2-叶轮叶轮3-3-导叶导叶4-4-扩散筒扩散筒轴流风机结构简图轴流风机结构简图13风机结构及原理风机结构及原理- -轴流风机轴流风机集风器的作用是减少入口风流的阻力；集风器的作用是减
3、少入口风流的阻力；叶轮的作用是叶轮的作用是, , 叶轮旋转时叶片冲击空叶轮旋转时叶片冲击空气气, , 使空气获得一定的速度和风压；使空气获得一定的速度和风压；导叶的作用扭转从叶轮流出的旋转气流导叶的作用扭转从叶轮流出的旋转气流, , 使一部分偏转气流动能变为静压能使一部分偏转气流动能变为静压能, , 同同时可减少因气流旋转而引起的阻力损失时可减少因气流旋转而引起的阻力损失扩散筒的作用是将一部分轴向气流动能扩散筒的作用是将一部分轴向气流动能转变为静压能。转变为静压能。14轴流风机的原理轴流风机的原理叶片的旋转使空气受到冲击力叶片的旋转使空气受到冲击力, , 从而使空气获得一定的速度和从而使空气获
4、得一定的速度和风压风压, , 并由导叶和扩散筒将部并由导叶和扩散筒将部分动能转变为静压分动能转变为静压, , 从而使风从而使风机出口具有一定的风速和风压。机出口具有一定的风速和风压。15轴流风机的主要结构参数轴流风机的主要结构参数叶轮外径叶轮外径D D叶轮轮毂直径叶轮轮毂直径d d叶片的安装角叶片的安装角, , 安装角安装角一一般为般为1010、1515、2020、2525、3030、3535叶片安装角叶片安装角1 1- -叶叶片片2 2- -导导叶叶3 3- -轮轮毂毂dD16轴流风机结构型式及传动方式轴流风机结构型式及传动方式传动方式传动方式结构结构型式型式17对旋式轴流风机对旋式轴流风机
5、对旋式轴流风机与普通型轴流风机的不同之对旋式轴流风机与普通型轴流风机的不同之处是没有静叶，仅由动叶构成。两级动轮分处是没有静叶，仅由动叶构成。两级动轮分别由两个不同旋转方向的电动机驱动。对旋别由两个不同旋转方向的电动机驱动。对旋式轴流风机具有以下特点：式轴流风机具有以下特点：可以省略导叶，结构比较简单；可以省略导叶，结构比较简单；效率高，效率可提高效率高，效率可提高5 5 8 8；反风性能好，普通型风机，其反风量约为反风性能好，普通型风机，其反风量约为4040，而对旋式轴流风机的反风量可达，而对旋式轴流风机的反风量可达60607070。该种风机广泛用于地下工程、船舶、冷。该种风机广泛用于地下工
6、程、船舶、冷却塔和锅炉上。却塔和锅炉上。18风机性能风机性能-工作性能参数工作性能参数风机的工作性能参数风机的工作性能参数( (或称为有因次性或称为有因次性能参数能参数) )包括风压、风量、功率、效率包括风压、风量、功率、效率与转速等。与转速等。（1 1）风压）风压: : 风机风压系指全压风机风压系指全压H, H, 单位单位为为Pa, Pa, 它是单位体积的气体流过风机叶它是单位体积的气体流过风机叶轮时所获得的能量增量。它等于风机的轮时所获得的能量增量。它等于风机的静压静压HsHs与动压与动压HvHv之和。一般通风机在较之和。一般通风机在较高效率范围内工作时高效率范围内工作时, , 其动压约占
7、全压其动压约占全压的的101020% 20% 左右。左右。19风机性能风机性能-工作性能参数工作性能参数（2 2）风量）风量Q: Q: 指通风机在单位时间指通风机在单位时间内所输送的气体体积。风机说明书内所输送的气体体积。风机说明书中的风量与风压中的风量与风压, , 一般均指标准气一般均指标准气态下态下( (即大气压为即大气压为760mmHg, 760mmHg, 温度为温度为20, 20, 湿度为湿度为50%, 50%, 密度为密度为1.2kg/m1.2kg/m3 3 ) )的数值。风量单位常用有的数值。风量单位常用有m m3 3 /s , /s , m m3 3 / min , m/ min
8、 , m3 3 / h / h 。20风机性能风机性能-工作性能参数工作性能参数（3 3）功率）功率: : 单位时间内所做的功单位时间内所做的功, , 单位单位 kw kw（千瓦）。（千瓦）。风机的功率可分为风机的功率可分为: :全压有效功率全压有效功率NaNa指单位时间内通过风机的空气所获指单位时间内通过风机的空气所获得的实际能量得的实际能量, , 它是风机的输出功率它是风机的输出功率, , 也称为空气功也称为空气功率。率。 Na=HQ/1000 Na=HQ/1000 （kwkw）静压有效功率静压有效功率指单位时间内通过风机的空气所获得指单位时间内通过风机的空气所获得的静压能量。是全压有效功
9、率的一部分。的静压能量。是全压有效功率的一部分。轴功率轴功率NzNz电动机传递给风机转轴上的功率。也就是电动机传递给风机转轴上的功率。也就是风机的输入功率。风机的输入功率。电机功率电机功率考虑了传动机械效率和电机容量安全系数考虑了传动机械效率和电机容量安全系数后后, , 电动机的功率。电动机的功率。21风机性能风机性能-工作性能参数工作性能参数（4 4）效率）效率: : 表明风机将输入功率表明风机将输入功率转化为输出功率的程度。分为全转化为输出功率的程度。分为全压效率压效率( (也称为空气效率或总效率也称为空气效率或总效率) )和静压效率。和静压效率。22风机性能风机性能-工作性能参数工作性能
10、参数（5 5）转速）转速: : 系指风机叶轮每分钟的转系指风机叶轮每分钟的转数数, , 单位为转单位为转/ / 分。风机转速改变时分。风机转速改变时, , 风机的流量、风压和轴功率都将随之风机的流量、风压和轴功率都将随之改变。改变。23同类型风机性能的关系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。这些压力系数和功率系数来表示。这些无因次性能参数无因次性能参数( (也称无因次系数也称无因次系数) )的换算公式是由相似理论推导出来的换算公式是由相似理论推导出来的。同类型风机相似的。同类型风机相似( (包括几何相似包括几何相似,
11、 , 运动相似和动力相似运动相似和动力相似), ), 因此因此, , 同一同一类型风机的无因次性能参数相等。类型风机的无因次性能参数相等。即即24同类型风机性能的关系同类型风机性能的关系流量系数流量系数压力系数压力系数功率系数功率系数空气密度，空气密度，kg/mkg/m3 3； D D风机的叶轮外径，风机的叶轮外径，m m；UU叶轮周边切线速度，叶轮周边切线速度，m/sm/s； H H风机的风压，风机的风压，PaPa；QQ风机的风量，风机的风量，m m3 3/s/s。25 由上式无因次系数式，可得同类型风机性能的换算关系式为由上式无因次系数式，可得同类型风机性能的换算关系式为: : Q/Q =
12、 ( D/D) Q/Q = ( D/D)3 3(n/n)(n/n) H/H = (/)( D/D) H/H = (/)( D/D)2 2(n/n)(n/n)2 2 N/N = (/)( D N/N = (/)( D /D/D )5 5(n/n)(n/n)3 3 Q Q、Q Q 分别为所要换算的两台风机的风量，分别为所要换算的两台风机的风量，m m3 3/s/s；H H、H H 分别为所要换算的两台风机的风压，分别为所要换算的两台风机的风压，PaPa；N N、N N 分别为所要换算的两台风机的功率，分别为所要换算的两台风机的功率，kwkw；D D、D D 分别为所要换算的两台风机的叶轮直经，分别
13、为所要换算的两台风机的叶轮直经，m m；n n、n n 分别为所要换算的两台风机的转速，转分别为所要换算的两台风机的转速，转/ /分；分；、 分别为所要换算的两台风机工作的空气密度，分别为所要换算的两台风机工作的空气密度，kg/mkg/m3 3。同类型风机性能的换算同类型风机性能的换算26风机性能风机性能-风机个体特性曲线风机个体特性曲线通风机在一定的转速下通风机在一定的转速下, , 其风压、功率、效率其风压、功率、效率与流量之间是个函数关系与流量之间是个函数关系, , 由于风机工作过程由于风机工作过程的复杂性的复杂性, , 很难从理论上得出这个函数关系的很难从理论上得出这个函数关系的精确数学
14、表示式。因此精确数学表示式。因此, , 实际应用中通常通过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。它由全压曲线。它由全压H H流量流量Q Q、静压、静压H Hs s 流量流量Q Q、功率功率N N流量流量Q Q 、全压效率、全压效率流量流量Q Q和静压效和静压效率率s s 流量流量Q Q五条曲线组成。每一台通风机都五条曲线组成。每一台通风机都有一组个体特性曲线。有一组个体特性曲线。27轴流风机轴流风机离心风机离心风机离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较
15、：离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较：风压曲风压曲线：离心的较平缓线：离心的较平缓, , 风压随风量的变化不大；轴流的风压随风量的变化不大；轴流的较陡较陡, , 有有“马鞍形马鞍形”驼峰区驼峰区, , 风压随风量的变化较大；风压随风量的变化较大；功率曲线：在工作区内功率曲线：在工作区内, , 离心的功率随风量的增加离心的功率随风量的增加而增加而增加, , 因此应闭闸启动；轴流的功率随风量的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。而减少，应开闸启动。风机性能风机性能个体特性曲线个体特性曲线28风机性能风机性能-风机风机类型特性曲线特性曲线每台风机都有一组个体特性曲线每台风
16、机都有一组个体特性曲线, , 使用起来不使用起来不方便方便, , 且不能比较不同类型且不能比较不同类型( (即不相似即不相似) )风机的风机的性能。为了减少个体特性曲线的图表数量性能。为了减少个体特性曲线的图表数量, , 根根据相似理论得出的无因次系数据相似理论得出的无因次系数、，对，对于同一类型的风机都相等。因此于同一类型的风机都相等。因此, , Q Q 、Q Q、Q Q曲线代表同一类型风机在各种转速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性曲线。同一类型的风机就只有一组类型特性曲线
17、。类型特性曲线也是通过试验方法确定。曲线。类型特性曲线也是通过试验方法确定。29风机运行风机运行-单台风机的运行单台风机的运行运行工况点运行工况点: : 风机风风机风压特性曲线压特性曲线 H H 与风管与风管阻力特性曲线阻力特性曲线KmKm的交点的交点, , 即为风机的运行工况点。即为风机的运行工况点。在工况点上风机的风压在工况点上风机的风压与系统中的阻力相等与系统中的阻力相等, ,风机的风量就是系统的风机的风量就是系统的风量。工况点随系统阻风量。工况点随系统阻力和风机转速的变化而力和风机转速的变化而变化。变化。30风机运行风机运行-单台风机的运行单台风机的运行对运行工况点的要求对运行工况点的
18、要求: :运行工况点落在风压曲线的稳定工运行工况点落在风压曲线的稳定工作区范围内；作区范围内；运行工况点落在效率较高的范围内运行工况点落在效率较高的范围内, , 一般要求工况点的运行效率不能低于一般要求工况点的运行效率不能低于最高效率的最高效率的85%85%。即，要求。即，要求0.85max0.85max。满足这两项要求的运。满足这两项要求的运行范围，即为风机的工作区。行范围，即为风机的工作区。31风机运行风机运行-单台风机的运行单台风机的运行对工况点的调节对工况点的调节: : 当风当风机的风量和风压不能满机的风量和风压不能满足设计要求时足设计要求时, , 就应调就应调节工况点。节工况点。两种
19、调节法两种调节法: : 一是调节一是调节阻力特性曲线阻力特性曲线Km, Km, 需增需增大风量时大风量时, , 将将KmKm值调小值调小, , 反之将反之将KmKm值调大；二是值调大；二是调节风机转速调节风机转速, , 从而使从而使风机风压曲线改变。风机风压曲线改变。32多台风机联合运行多台风机联合运行多台风机联多台风机联合分为合分为: : 并联并联串联，包括：串联，包括：集中串联集中串联间隔串联间隔串联33多台风机联合运行多台风机联合运行-并联并联并联并联系指两台或数台风机平行地联合在一起系指两台或数台风机平行地联合在一起, , 向同一系统输向同一系统输送空气送空气, , 其目的是增加系统的
20、风量其目的是增加系统的风量, , 用于风量大用于风量大, , 阻力小的阻力小的通风系统通风系统。34多台风机联合运行多台风机联合运行-并联并联并联的合成性能参数确定（图解法）并联的合成性能参数确定（图解法）: : 首先求出合成风压曲线首先求出合成风压曲线, , 按风压相等按风压相等风量相加的原则，确定合成风压曲线；风量相加的原则，确定合成风压曲线；然后确定等效工况点然后确定等效工况点, ,合成风压曲线合成风压曲线H H与与风筒风阻风筒风阻R R曲线的交点即为等效工况点。曲线的交点即为等效工况点。等效工况的风量和风压即为所求的合成等效工况的风量和风压即为所求的合成风量和合成风压。风量和合成风压。
21、35多台风机联合运行多台风机联合运行-串联串联串联就是将前一台风机的出风口与后一台风串联就是将前一台风机的出风口与后一台风机的进风口相连接机的进风口相连接, , 向同一系统输送空气向同一系统输送空气, , 其目的是提高风压其目的是提高风压, , 用于阻力大的通风系统。用于阻力大的通风系统。串联分为集中串联和分散串联。串联分为集中串联和分散串联。36多台风机联合运行多台风机联合运行-并联并联集中串联的合成性能参数确定（图集中串联的合成性能参数确定（图解法）解法）: : 按风量相等按风量相等, , 风压相加原则求出风压相加原则求出串联合成风压曲线；串联合成风压曲线；合成风压曲线合成风压曲线H H与风阻与风阻K K曲线的交点曲线的交点即为等效工况点；即为等效工况点；等效工况点的风量、风压即为合成等效工况点的风量、风压即为合成风量和合成风压。风量和合成风压。37多台风机联合运行多台风机联合运行-注意事项注意事项对于不同性能风机并联对于不同性能风机并联, ,要要注意无效并联问题。注意无效并联问题。不同性能风机串联，要注不同性能风机串联，要注意无效串联问题。意无效串联问题。38
