第三章通风动力1

1、第三章 通风动力工业通风按通风动力分类工业通风按通风动力分类n 自然通风自然通风n 机械通风机械通风n 自然自然-机械联合通风机械联合通风通风机通风机 自然通风自然通风：由于有限空间内外空气的密度差、大：由于有限空间内外空气的密度差、大气运动、大气压力等自然因素引起有限空间内外空气运动、大气压力等自然因素引起有限空间内外空气能量差后，促使有限空间的气体流动并与大气交气能量差后，促使有限空间的气体流动并与大气交换的现象。换的现象。 促使有限空间的气体流动的能量差成为自然通促使有限空间的气体流动的能量差成为自然通风动力，或自然风压。风动力，或自然风压。自然通风的产生自然通风的产生一、工业厂房内外空

2、气密度差形成的自然通风一、工业厂房内外空气密度差形成的自然通风二、矿井内外空气密度差形成的自然通风二、矿井内外空气密度差形成的自然通风三、大气运动形成三、大气运动形成通风机械类型及构造原理通风机械类型及构造原理 按通风机的按通风机的构造和工作原理构造和工作原理可分为可分为离心式离心式通通风机和风机和轴流式轴流式通通风机两种。风机两种。通风机械类型及构造原理通风机械类型及构造原理u 产生风流的方式分叶轮旋转式和流体射流通风装产生风流的方式分叶轮旋转式和流体射流通风装置置u 空气压力的高低分通风机和鼓风机空气压力的高低分通风机和鼓风机u 气流运动方向主要分气流运动方向主要分轴流式通风机轴流式通风机

3、和和离心式通风离心式通风机机u 风机机械服务范围分主要通风机和局部通风机风机机械服务范围分主要通风机和局部通风机u 按用途分类按用途分类离心通风机的结构原理离心通风机的结构原理 离心离心式通风式通风机的主机的主要结构要结构部件为部件为叶轮、叶轮、机壳、机壳、进气口、进气口、出气口出气口。 离心风机结构简图离心风机结构简图1-1-进气室；进气室；2-2-进气口；进气口；3-3-叶轮；叶轮；4-4-蜗壳；蜗壳；5-5-主轴；主轴；6-6-出气口；出气口；7-7-扩散器扩散器（一）工作原理：（一）工作原理： 当电机通过传动装置带动叶轮旋转时，叶片流道当电机通过传动装置带动叶轮旋转时，叶片流道间的空气

4、随叶片旋转而旋转，获得离心力。经叶端间的空气随叶片旋转而旋转，获得离心力。经叶端被抛出叶轮，进入机壳。在机壳内速度逐渐减小，被抛出叶轮，进入机壳。在机壳内速度逐渐减小，压力升高，然后经扩散器排出。与此同时，在叶片压力升高，然后经扩散器排出。与此同时，在叶片入口（叶根）形成较低的压力（低于吸风口压力），入口（叶根）形成较低的压力（低于吸风口压力），于是，吸风口的风流便在此压差的作用下流入叶道，于是，吸风口的风流便在此压差的作用下流入叶道，自叶根流入，在叶端流出，如此源源不断，形成连自叶根流入，在叶端流出，如此源源不断，形成连续的流动。续的流动。（二）主要结构：（二）主要结构： 1.进气口：作用是

5、保证气流均匀地充满叶轮进口进气口：作用是保证气流均匀地充满叶轮进口截面，降低流动损失。形式很多，常用的有四种。截面，降低流动损失。形式很多，常用的有四种。 叶片安装出口角，叶片形状和叶片数目等因素对叶片安装出口角，叶片形状和叶片数目等因素对通风机的工作性能有很大的影响。离心式通风机的叶通风机的工作性能有很大的影响。离心式通风机的叶轮就是根据其叶片的出口角（叶片出口速度方向与叶轮就是根据其叶片的出口角（叶片出口速度方向与叶轮圆周速度反方向之夹角）不同，分为前向式轮圆周速度反方向之夹角）不同，分为前向式c、径向、径向式式b、后向式、后向式a三种。三种。 几种不同叶片形几种不同叶片形式的叶轮其性能比

6、式的叶轮其性能比较较（重点）（重点）： （1）从气体获得压）从气体获得压力看，前向式叶轮力看，前向式叶轮最大，径向式叶轮最大，径向式叶轮稍次，后向式叶轮稍次，后向式叶轮最小。最小。 （2）从效率观点看，）从效率观点看，后向式叶轮效率最后向式叶轮效率最大，径向式叶轮居大，径向式叶轮居中，前向式叶轮效中，前向式叶轮效率最低。率最低。 （3）从结构尺寸）从结构尺寸看，当风量和转速看，当风量和转速一定时，在达到相一定时，在达到相同的风压前提下，同的风压前提下，前向式叶轮直径最前向式叶轮直径最小，径向式叶轮直小，径向式叶轮直径稍次，后向式叶径稍次，后向式叶轮直径最大。轮直径最大。 （4）从风机噪声）从风

7、机噪声方面看，前向式叶方面看，前向式叶轮噪声最大，径向轮噪声最大，径向式叶轮适中，后向式叶轮适中，后向式叶轮的噪声较小。式叶轮的噪声较小。 因此，大型离心因此，大型离心式通风机，为了增式通风机，为了增加效率和降低噪声，加效率和降低噪声，几乎都采用后向式几乎都采用后向式叶轮。而一些中小叶轮。而一些中小型风机，特别是对型风机，特别是对风压要求较高时，风压要求较高时，则采用前向式叶轮，则采用前向式叶轮，从防磨损和减少积从防磨损和减少积尘角度看，选用径尘角度看，选用径向式叶轮较为有利。向式叶轮较为有利。3.机壳机壳 机壳一般为螺线形，断面沿叶轮转动的方向逐机壳一般为螺线形，断面沿叶轮转动的方向逐渐扩大

8、，在气流出口处断面最大。作用是将从叶轮渐扩大，在气流出口处断面最大。作用是将从叶轮中被甩出的气体集中、导流，并将高速气流的速度中被甩出的气体集中、导流，并将高速气流的速度降低，使气体部分动压转变为径压。降低，使气体部分动压转变为径压。轴流式通风机轴流式通风机一、工作原理一、工作原理由于风机叶轮的叶片具有由于风机叶轮的叶片具有一定的斜面形状，当叶轮一定的斜面形状，当叶轮在机壳中高速转动时，使在机壳中高速转动时，使叶轮周围气体随叶片旋转，叶轮周围气体随叶片旋转，这样，一面沿轴向推进，这样，一面沿轴向推进，气体在通过叶轮时获得能气体在通过叶轮时获得能量，压力升高，进入扩散量，压力升高，进入扩散管后，

9、一部分轴向气流的管后，一部分轴向气流的动能转变为静压能，最后动能转变为静压能，最后以一定的压力从扩散管流以一定的压力从扩散管流出。出。通风机的性能参数通风机的性能参数 表示通风机性能的主要参数是表示通风机性能的主要参数是风压风压H、风量、风量Q、风机功率风机功率Ne、效率、效率 和转速和转速n等。等。 1.风量风量：风机的风量一般是指单位时间内通过：风机的风量一般是指单位时间内通过风机入口空气的体积，亦称体积流量，用风机入口空气的体积，亦称体积流量，用Q表示，表示，一般用实验的方法测得。单位为一般用实验的方法测得。单位为 m3/h,m3/min 或或m3/s 。 2.风压风压：通风机出口气体全

10、压与进口气体全压：通风机出口气体全压与进口气体全压之差，气体进入风机后所升高的压力，用之差，气体进入风机后所升高的压力，用H表示，表示，单位单位Pa。 3.功率功率：通风机在单位时间内传给气体的能量称：通风机在单位时间内传给气体的能量称为风机的有效功率。为风机的有效功率。1000LpeN 实际工作中，风机运转时轴承内部有摩擦损失以实际工作中，风机运转时轴承内部有摩擦损失以及气体在风机内流动时产生的涡流撞击和流动损失，及气体在风机内流动时产生的涡流撞击和流动损失，使通风机消耗在风机轴上的功率（轴功率使通风机消耗在风机轴上的功率（轴功率N）要大）要大于有效功率，风机的轴功率为：于有效功率，风机的轴

11、功率为：1000LpN风机效率风机效率配用电动机功率：配用电动机功率：mNiD1000pL 4.效率效率：通风机的效率就是风机有效功率与消：通风机的效率就是风机有效功率与消耗在风机轴上的功率之比，即耗在风机轴上的功率之比，即%100NNe 反映了风机工作的经济性，主要与叶轮型式有反映了风机工作的经济性，主要与叶轮型式有关，一般后向式叶轮的风机效率较高，前向式叶轮关，一般后向式叶轮的风机效率较高，前向式叶轮的风机效率偏低。的风机效率偏低。 5.转速转速：转速是指风机叶轮每分钟旋转的次数，：转速是指风机叶轮每分钟旋转的次数，由转数表直接测得。由转数表直接测得。 6.噪声噪声：衡量通风机性能的一个主

12、要参数。：衡量通风机性能的一个主要参数。通风机的特性曲线通风机的特性曲线（难点）（难点） 将通风机的主要性能参数，如风压将通风机的主要性能参数，如风压P、功率、功率N和和效率效率与风量与风量L之间的相互关系绘制成曲线，称为之间的相互关系绘制成曲线，称为通风机的特性曲线通风机的特性曲线。 通风机的特性曲线一般有三条通风机的特性曲线一般有三条（重点）（重点）： 1. H Q：风压与风量特性曲线；：风压与风量特性曲线； 2. N Q：功率与风量特性曲线；：功率与风量特性曲线； 3. Q：效率与风量：效率与风量特性曲线特性曲线。 一般都采用实验方法测得数据，经整理后绘制。一般都采用实验方法测得数据，经

13、整理后绘制。1. H Q：风压与风量特性曲线：风压与风量特性曲线 在实际应用在实际应用中，均采用实验中，均采用实验方法测得数据。方法测得数据。在通风机入口处在通风机入口处设置一风量调节设置一风量调节阀，用阀门调节，阀，用阀门调节，以获得某一型号以获得某一型号的风机在一定的的风机在一定的转速下不同工况转速下不同工况点的风量和相对点的风量和相对应的风压值。应的风压值。2. N Q：功率与风量特性曲线：功率与风量特性曲线 在测定不同风量在测定不同风量下风压值的同时，下风压值的同时，测出不同风量时所测出不同风量时所消耗的轴功率消耗的轴功率N，然后在风量为横坐然后在风量为横坐标，轴功率为纵坐标，轴功率为

14、纵坐标，用平滑曲线连标，用平滑曲线连接起来，得到风机接起来，得到风机的的NL特性曲线。特性曲线。3. Q：效率与风量：效率与风量特性曲线特性曲线通过各工况点所测通过各工况点所测得的风量、风压和得的风量、风压和轴功率，运用轴功率，运用1000 HQN分别计算出各对应分别计算出各对应工况点的效率，并工况点的效率，并绘图。绘图。p/PaL/m3/sN/kW/%PLNLL4. 通风机通风机特性曲线特性曲线 通常把三条特性曲线通常把三条特性曲线画在同一坐标图上，统画在同一坐标图上，统称为通风机特性曲线。称为通风机特性曲线。 根据风机的特性曲线，根据风机的特性曲线，只要已知风量、风压、只要已知风量、风压、

15、功率、效率中的任意一功率、效率中的任意一个值，就可以找到风机个值，就可以找到风机工作点的其他参数。工作点的其他参数。 注意：注意：一组特性曲线一组特性曲线仅表示某一台风机。仅表示某一台风机。四、离心式通风机在系统中的工作四、离心式通风机在系统中的工作（难点难点） 通风机的实际工作特性不仅取决于风机本身的特通风机的实际工作特性不仅取决于风机本身的特性，而且与所在系统的特性有关。性，而且与所在系统的特性有关。（一）通风除尘管道的特性（一）通风除尘管道的特性 管道特性指气体流过系统时，风量与系统阻力管道特性指气体流过系统时，风量与系统阻力之间的关系。之间的关系。2LKpK系统总阻力系数系统总阻力系数

16、不同阻力系数下不同阻力系数下 p L 曲线曲线p0LK 值不同的曲线值不同的曲线（二）通风机在系统中的工作特性（二）通风机在系统中的工作特性 通风机的通风机的 p L 曲曲线是许多不同工况线是许多不同工况点组合而成的，但点组合而成的，但风机安装在不同的风机安装在不同的系统中，其风量和系统中，其风量和风压关系就会遵循风压关系就会遵循管道特性曲线固定管道特性曲线固定下来。（如右图下来。（如右图A点）点）例例6-3：已知风：已知风量、系统总阻量、系统总阻力、系统选用力、系统选用好的风机及转好的风机及转速，求风机实速，求风机实际运行工况点际运行工况点及工况点参数。及工况点参数。管道特管道特性曲线性曲线

17、L特性曲线特性曲线pL特特性曲线性曲线NL特特性曲线性曲线（三）风机工况点的调节（三）风机工况点的调节（难点）（难点） 风机的实际工况点是风机的实际工况点是由两条性质不同的特性由两条性质不同的特性曲线交汇所决定的，所曲线交汇所决定的，所以改变通风机在系统中以改变通风机在系统中的工况点可以采用改变的工况点可以采用改变系统管道特性曲线的方系统管道特性曲线的方法法和和改变风机本身的特改变风机本身的特性曲线的方法性曲线的方法来实现。来实现。 1.改变管道特性曲线的调节方法改变管道特性曲线的调节方法M0Lpn =630R=0.5367R=0.7932M1 （1）使系统的阻力增）使系统的阻力增加，管道特性

18、曲线变陡，加，管道特性曲线变陡，风机的实际工况点也发风机的实际工况点也发生变化，风量减小、风生变化，风量减小、风压增加，轴功率也减小，压增加，轴功率也减小，风机效率也变化。风机效率也变化。 特点：特点：结构简单，操结构简单，操作方便，但增加管网阻作方便，但增加管网阻力，耗消了部分能量，力，耗消了部分能量，不经济。不经济。 （2）使系统的阻力减）使系统的阻力减小（减小一些部件、设小（减小一些部件、设备），管道特性曲线变备），管道特性曲线变平坦，风机的实际工况平坦，风机的实际工况点也发生变化，风量增点也发生变化，风量增加、风压降低，轴功率加、风压降低，轴功率也增加。也增加。 特点：特点：较为复杂。

19、较为复杂。M0Lpn =630R=0.7932M1R=0.5367 2.改变风机特性曲线的调节方法改变风机特性曲线的调节方法 当管道特性曲线当管道特性曲线不改变时，可以改不改变时，可以改变风机的特性曲线，变风机的特性曲线，实际工况点会沿着实际工况点会沿着管道特性曲线移动，管道特性曲线移动，以达到调节风量的以达到调节风量的目的。目的。（1）改变风机的转）改变风机的转速；速；（2）改变风机的叶）改变风机的叶轮直径轮直径（四）通风机联合运行（四）通风机联合运行（难点）（难点） 通风机的联合运行工况较为复杂，不仅与两通风机的联合运行工况较为复杂，不仅与两台或多台风机的特性曲线有关，还与管道特性曲台或多

20、台风机的特性曲线有关，还与管道特性曲线有关。线有关。 1.通风机的并联运行通风机的并联运行 （1）两台性能相同的）两台性能相同的风机并联运行：风机并联运行： 在阻力较小的管道系在阻力较小的管道系统中运行时，可获得较统中运行时，可获得较大的风量增值，相反则大的风量增值，相反则风量增加较少，效果不风量增加较少，效果不明显。明显。（2）两台性能不同）两台性能不同风机并联运行风机并联运行 有三种情况，其有三种情况，其中中B为风机联合运行为风机联合运行的临界点。的临界点。2.通风机的串联运行通风机的串联运行 串联运行的主要目的就是提高风机的风压。串联运行的主要目的就是提高风机的风压。（1）两台性能相同的

21、风）两台性能相同的风机串联运行机串联运行 当阻力较大的管道系当阻力较大的管道系统中工作时，可获得较大统中工作时，可获得较大的风压增值。的风压增值。（2）两台性能不同）两台性能不同的风机串联运行的风机串联运行 有三种不同阻力的有三种不同阻力的管道特性曲线的联合管道特性曲线的联合工作的状况。工作的状况。 B为临界点为临界点3.风机联合运行分析风机联合运行分析 （1）风机联合运行总会有一些额外的损失，其结果）风机联合运行总会有一些额外的损失，其结果总没有风机分别单独运行时高，从经济上分析不利，总没有风机分别单独运行时高，从经济上分析不利，运行可靠性差，实际工作中，应尽量避免采用联合运运行可靠性差，实

22、际工作中，应尽量避免采用联合运行；行； （2）当两台性能不同的风机联合运行时，有可能出）当两台性能不同的风机联合运行时，有可能出现适得其反的结果，当必须采用联合运行时，也要先现适得其反的结果，当必须采用联合运行时，也要先考虑性能相同的风机；考虑性能相同的风机； （3）应注意风机并联、串联运行使用的条件，风机）应注意风机并联、串联运行使用的条件，风机并联运行适用于管道阻力较小的系统，而风机串联运并联运行适用于管道阻力较小的系统，而风机串联运行则适用于管道阻力较大的系统。行则适用于管道阻力较大的系统。五、离心式通风机的命名和选择五、离心式通风机的命名和选择（一）离心式通风机的命名（一）离心式通风机

23、的命名排尘排尘 离心式通风机离心式通风机 6-46-11 No6 C 右右 90 用途用途名称名称全压系数全压系数比转数比转数机号机号传动方式传动方式旋转方向旋转方向出风口出风口（二）常用离心式通风机的性能范围（二）常用离心式通风机的性能范围（三）常用离心式通风机简介（三）常用离心式通风机简介（四）离心式通风机的选择（四）离心式通风机的选择要全面考虑，做到正确合理的选择。要全面考虑，做到正确合理的选择。1.选择步骤选择步骤（重点）（重点）：（1）根据通风机在系统中所输送的气体理化性质）根据通风机在系统中所输送的气体理化性质的不同，选取不同的通风机；的不同，选取不同的通风机；（2）根据风量和风压

24、公式分别计算出选择风机用）根据风量和风压公式分别计算出选择风机用的风量和风压值，然后再选定的风机类型中确定风的风量和风压值，然后再选定的风机类型中确定风机机号、转速和功率；机机号、转速和功率；（3）根据通风机在除尘系统中所设置的具体位置，）根据通风机在除尘系统中所设置的具体位置，以及风机周围的工艺条件要求，确定风机的旋向何以及风机周围的工艺条件要求，确定风机的旋向何出风口位置。出风口位置。2.选择应注意的问题选择应注意的问题（重点）（重点）（1）注意风机实际使用工况点是否与该风机标准）注意风机实际使用工况点是否与该风机标准工况相同，如果使用条件不相符时，必须对原风工况相同，如果使用条件不相符时，必须对原风机的性能参数进行换算；机的性能参数进行换算；（2）选择风机时，应尽可能选用新型的、高效的）选择风机时，应尽可能选用新型的、高效的风机，并使所选风机的实际工况点尽可能接近最风机，并使所选风机的实际工况点尽可能接近最高效率点，但必须在该风机的经济使用范围内工高效率点，但必须在该风机的经济使用范围内工作；作