《通风系统优化方法》ppt课件

1、第七章第七章通风风机与通风风机与通风系统优化方法通风系统优化方法本章内容本章内容 通风风机的了解与选择通风风机的了解与选择 通风除尘系统的维护管理通风除尘系统的维护管理 通风除尘系统的技术经济分析通风除尘系统的技术经济分析 通风管网的系统分析与优化通风管网的系统分析与优化通风风机通风风机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转规律；风机在通风系统中的运转规律；风机的选择计算。风机的选择计算。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

2、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, , 9090(20(20 7070) )离心风机的传动方式离心风机的传动方式风机构造及原理风机构造及原理- -轴流风机轴流风机轴流风机的轴流风机的根本组成根本

3、组成: :1-1-集风器集风器2-2-叶轮叶轮3-3-导叶导叶4-4-分散筒分散筒轴流风机构造简图轴流风机构造简图 集风器的作用是减少入口风流的阻力；集风器的作用是减少入口风流的阻力； 叶轮的作用是叶轮的作用是, , 叶轮旋转时叶片冲击空气叶轮旋转时叶片冲击空气, , 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； 导叶的作用改动从叶轮番出的旋转气流导叶的作用改动从叶轮番出的旋转气流, , 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, , 同时同时可减少因气流旋转而引起的阻力损失可减少因气流旋转而引起的阻力损失 分散筒的作用是将一部分轴向气流动能转分散筒的作用是将一

4、部分轴向气流动能转变为静压能。变为静压能。轴流风机的原理轴流风机的原理叶片的旋转使空气遭到冲击力叶片的旋转使空气遭到冲击力, , 从而使空气获得一定的速度和从而使空气获得一定的速度和风压风压, , 并由导叶和分散筒将部并由导叶和分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。轴流风机的主要构造参数轴流风机的主要构造参数 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, , 安装角安装角普通为普通为1010、1515、2020、2525、3030、3535叶片安装角叶片安装角1-1-叶片叶

5、片2-2-导叶导叶3-3-轮毂轮毂dD轴流风机构外型式及传动方式轴流风机构外型式及传动方式传动方式传动方式构外构外型式型式对旋式轴流风机对旋式轴流风机 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。两级动轮分别处是没有静叶，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。对旋式轴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：流风机具有以下特点：可以省略导叶，构造比较简单；可以省略导叶，构造比较简单；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

6、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。该种风机广泛用于地下工程、船舶、冷却塔和锅种风机广泛用于地下工程、船舶、冷却塔和锅炉上。炉上。风机性能风机性能-任务性能参数任务性能参数 风机的任务性能参数风机的任务性能参数( (或称为有因次性能或称为有因次性能参数参数) )包括风压、风量、功率、效率与转包括风压、风量、功率、效率与转速等。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, 单位为单位为Pa, Pa, 它是单位体积的气体流过风机叶轮时它是单位体积的气体流过风机叶轮时所获得的能量增量。它等于风机的静压所获得的能量

7、增量。它等于风机的静压HsHs与动压与动压HvHv之和。普统统风机在较高效率范之和。普统统风机在较高效率范围内任务时围内任务时, , 其动压约占全压的其动压约占全压的101020% 20% 左右。左右。风机性能风机性能-任务性能参数任务性能参数 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保送的气体体积。风机阐明书内所保送的气体体积。风机阐明书中的风量与风压中的风量与风压, , 普通均指规范气普通均指规范气态下态下( (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/m3 )1.2

8、kg/m3 )的数值。风量单位常用的数值。风量单位常用有有m3 /s , m3 / min , m3 / h m3 /s , m3 / min , m3 / h 。风机性能风机性能-任务性能参数任务性能参数 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千千瓦。风机的功率可分为瓦。风机的功率可分为: : 全压有效功率全压有效功率NaNa指单位时间内经过风机的空气指单位时间内经过风机的空气所获得的实践能量所获得的实践能量, , 它是风机的输出功率它是风机的输出功率, , 也称也称为空气功率。为空气功率。 Na=HQ/1000 Na=HQ/1000 kwkw

9、 静压有效功率静压有效功率指单位时间内经过风机的空气所指单位时间内经过风机的空气所获得的静压能量。是全压有效功率的一部分。获得的静压能量。是全压有效功率的一部分。 轴功率轴功率NzNz电动机传送给风机转轴上的功率。也电动机传送给风机转轴上的功率。也就是风机的输入功率。就是风机的输入功率。 电机功率电机功率思索了传动机械效率和电机容量平安思索了传动机械效率和电机容量平安系数后系数后, , 电动机的功率。电动机的功率。风机性能风机性能-任务性能参数任务性能参数4 4效率效率: : 阐明风机将输入功率阐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

10、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。zsszaNQHNHQ1000 1000风机性能风机性能-任务性能参数任务性能参数 5转速: 系指风机叶轮每分钟的转数, 单位为转/ 分。风机转速改动时, 风机的流量、风压和轴功率都将随之改动。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。这些无压力系数和功率系数来表示。这些无因次性能参数因次性能参数( (也称无因次系数也称无因次系数) )的换的换算公式是由类似实际推导出来的。同算公式是由类似实际推导出来的。同类型风机类似类型风机类似( (

11、包括几何类似包括几何类似, , 运动运动类似和动力类似类似和动力类似), ), 因此因此, , 同一类型同一类型风机的无因次性能参数相等。即风机的无因次性能参数相等。即同类型风机性能的关系同类型风机性能的关系UDQ242UH324UDQH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/m3kg/m3；DD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；HH风机的风压，风机的风压，PaPa；QQ风机的风量，风机的风量，m3/sm3/s。 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 = ( D/D)3(n/

12、n) H/H = (/)( D/D)2(n/n)2 N/N = (/)( D /D )5(n/n)3 Q、Q分别为所要换算的两台风机的风量，m3/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分别为所要换算的两台风机的叶轮直经，m；n、n分别为所要换算的两台风机的转速，转/分；、分别为所要换算的两台风机任务的空气密度，kg/m3。同类型风机性能的换算同类型风机性能的换算风机性能风机性能-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、效率与其风压、功率、效率与流量之间是个函数关系流量之间是个函数

13、关系, , 由于风机任务过程的复由于风机任务过程的复杂性杂性, , 很难从实际上得出这个函数关系的准确数很难从实际上得出这个函数关系的准确数学表示式。因此学表示式。因此, , 实践运用中通常经过实测并用实践运用中通常经过实测并用曲线来描画风压、功率、效率与流量之间的关系，曲线来描画风压、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。它由全压这种曲线就称为风机的个体特性曲线。它由全压H H流量流量Q Q、静压、静压Hs Hs 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和静压效率和静压效率s s 流量流量Q Q五条五条曲线组成。每一台通风机都有

14、一组个体特性曲线。曲线组成。每一台通风机都有一组个体特性曲线。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：风离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较：风压曲线：离心的较平缓压曲线：离心的较平缓, , 风压随风量的变化不大；风压随风量的变化不大；轴流的较陡轴流的较陡, , 有有“马鞍形驼峰区马鞍形驼峰区, , 风压随风量风压随风量的变化较大；功率曲线：在任务区内的变化较大；功率曲线：在任务区内, , 离心的离心的功率随风量的添加而添加功率随风量的添加而添加, , 因此应闭闸启动；轴因此应闭闸启动；轴流的功率随风量的添加而减少，应开闸启动。流的功率随风量的添加而减少，应开闸启

15、动。风机性能风机性能-风机类型特性曲线风机类型特性曲线 每台风机都有一组个体特性曲线每台风机都有一组个体特性曲线, , 运用起来不方运用起来不方便便, , 且不能比较不同类型且不能比较不同类型( (即不类似即不类似) )风机的性能。风机的性能。为了减少个体特性曲线的图表数量为了减少个体特性曲线的图表数量, , 根据类似实根据类似实际得出的无因次系数际得出的无因次系数、，对于同一类型，对于同一类型的风机都相等。因此的风机都相等。因此, , Q Q 、Q Q、Q Q曲曲线代表同一类型风机在各种转速下的性能。这样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。同一类型一组

16、曲线就称为风机的类型特性曲线。同一类型的风机就只需一组类型特性曲线。类型特性曲线的风机就只需一组类型特性曲线。类型特性曲线也是经过实验方法确定。也是经过实验方法确定。风机运转风机运转-单台风机的单台风机的运转运转 运转工况点运转工况点: : 风机风风机风压特性曲线压特性曲线H H与风管阻与风管阻力特性曲线力特性曲线KmKm的交点的交点, , 即为风机的运转工况即为风机的运转工况点。在工况点上风机点。在工况点上风机的风压与系统中的阻的风压与系统中的阻力相等力相等, ,风机的风量就风机的风量就是系统的风量。工况是系统的风量。工况点随系统阻力和风机点随系统阻力和风机转速的变化而变化。转速的变化而变化

17、。风机运转风机运转-单台风机的运转单台风机的运转对运转工况点的要求对运转工况点的要求: :运转工况点落在风压曲线的运转工况点落在风压曲线的稳定任务区范围内；稳定任务区范围内；运转工况点落在效率较高的运转工况点落在效率较高的范围内范围内, , 普通要求工况点的运普通要求工况点的运转效率不能低于最高效率的转效率不能低于最高效率的85%85%。即，要求。即，要求0.85max0.85max。满足这两项要求的运转范围，满足这两项要求的运转范围，即为风机的任务区。即为风机的任务区。风机运转风机运转-单台风机的运转单台风机的运转 对工况点的调理对工况点的调理: : 当风当风机的风量和风压不能满机的风量和风

18、压不能满足设计要求时足设计要求时, , 就应调就应调理工况点。理工况点。 两种调理法两种调理法: : 一是调理一是调理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；二是调理风机转速调理风机转速, , 从而使从而使风机风压曲线改动。风机风压曲线改动。多台风机结合运转多台风机结合运转 多台风机结合多台风机结合分为分为: :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多台风机结合运转多台风机结合运转-并联并联 并联络指两台或数台风机平行地结合在一同并联络指两台或数台风机平行地结合在一

19、同, , 向同一系统保送空气向同一系统保送空气, , 其目的是添加系统的其目的是添加系统的风量风量, , 用于风量大用于风量大, , 阻力小的通风系统。阻力小的通风系统。多台风机结合运转多台风机结合运转-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, , 按风压相等风按风压相等风量相加的原那么，确定合成风压曲线；量相加的原那么，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

20、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。多台风机结合运转多台风机结合运转-串联串联 串联就是将前一台风机的出风口与后一台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衔接风机的进风口相衔接, , 向同一系统保送空向同一系统保送空气气, , 其目的是提高风压其目的是提高风压, , 用于阻力大的通用于阻力大的通风系统。串联分为集中串联和分散串联。风系统。串联分为集中串联和分散串联。多台风机结合运转多台风机结合运转-并联并联 集中串联的合成性能参数确定图解集中串联的合成性能参数确定图解法法: : 按风量相等按风量相等, , 风压相加原那么求出串风压相加原那么求出串

21、结合成风压曲线；结合成风压曲线； 合成风压曲线合成风压曲线H H与风阻与风阻K K曲线的交点即曲线的交点即为等效工况点；为等效工况点； 等效工况点的风量、风压即为合成风等效工况点的风量、风压即为合成风量和合成风压。量和合成风压。多台风机结合运转多台风机结合运转-本卷须知本卷须知对于不同性能风机并联对于不同性能风机并联, ,要留意无效并联问题。要留意无效并联问题。不同性能风机串联，要留不同性能风机串联，要留意无效串联问题。意无效串联问题。 通风除尘系统的维护管理是一项非常重要的任务。在系统建成以后，要坚持其正常运转，发扬其应有的作用，主要依托科学的维护管理。 通风空调系统的维护管理通风空调系统的维护管理维护管理任务的内容维护管理任务的内容 ：1建立、健全组织机构建立、健全组织机构和规章制度和规章制度 2联工教育和人员培训联工教育和人员培训 3系统的运转操作系统的运转操作 4定期检测定期检测 5方案检修方案检修 通风空调系统的维护管理通风空调系统的维护管理维护管理任务的内容维护管理任务的内容 ：检查管道、风口、阀门检查管道、风口、阀门 通风空调系统的维护管理通风空调系统的维护管理维护管理任务的内容维护管理任务的内容 ：检查管道、风口、阀门检查管道、风口、阀门 通风空调系统的维护管理通风空调系统