风机基本知识

1、风机的定义风机是一种装有一个或多个叶片的通过轴旋转推动气流的机械。 叶片将施加于轴上旋转的机械能，转变为推动气体流动的压力，从而 实现气体的流动。美国机械工程师协会的实验标准将风机限定于“气流从进风口到 出风口的过程中，气体密度的增加不超过7%,这大约是在标准的状况 下增压7620Pa，其增压大于7%时则划为空气压缩机。”用于供热、通风、空调的风机，即使是在高速、高压系统，通常的压 力也不会超过2500-3000Pa.风机主要由三部分组成：叶轮（也称涡轮、风轮、转子、驱动 部分（电机、传动件）、壳体（也称蜗壳、风桶）。要想准确的预测风机运行情况，设计者应知道风机如何进行测试和评估？风管系统对风

2、机的影响。工作的环境情况。不同种类的风机、甚至不同厂家生产的风类型机，其性能、体积及对 系统的影响均不相同。风机术语流量风机的流量是指在单位时间内流过风机的气体容积。单位有m3/h、m3/min、m3/s。在国内通风机习惯上用m3/h,而鼓风机习惯上用 m3/min，但在通风机的设计和性能计算中大多用m3/s。必须注意的是，通风机的容积流量是特指通风机“进口处”的容积流 量，因为通风机在各通流截面上的压力不同，流过各通流截面的容积 流量也会随之不同。全压通风机的全压定义为通风机出口截面上的总压与进口截面上的总压 之差。气流在某一点或某一截面上的全压等于该点或该截面上的动压与静 压之和。动压通风

3、机的动压定义为：通风机出口截面上气体的动能所表征的压力。或：动压是将气体从零速度加速至某一速度所需的压力。动压与气流的动能成正比.动压只作用于气流方向，并且永远是正值.Pd = 0.5Xp V%*p2%*p%*b式中Pd =动压Pa?=气体密度 kg/m%*p3%*p%*bV二速度m/s.静压通风机的静压定义为通风机的全压减去通风机的动压。实际上静压是 气流中某一点的或充满气体的空间某点的绝对压力与大气压力之压 力差，该点的压力高于大气压力时为正值，低于时则为负值。静压能作用于气体的各个方向，与速度无关，是气体中的潜能的量度。Ps = P%*p%*pt%*b-Pd式中Ps =静压PaPt =全

4、压PaPd =动压Pa转速通风机的转速是指风机叶轮单位时间内的旋转速度，一般称为角速 度，习惯上用n表示，以每分钟的旋转数为单位(r/min)。轴功率通风机的轴功率是指风机实际需要的功率。它包括风机的内功率和轴 承及传动装置的机械损失。轴功率也被称为通风机的输入功率，实际上是电机的输出功率。通风机的效率通风机的全压内效率n%*p%*pin%*b通风机的全压内效率n %*p%*pin%*b等于通风机全压有效功率与内部 功率的比值。通风机的静压内效率n%*p%*ps.in%*b通风机的静压内效率n %*p%*ps.in%*b等 于通风机静压有效功率与 内部功率的比值。通风机的全压内效率和通风机的静

5、压内效率是表征风机气动性能的 重要参数。通风机全压效率n%*p%*ptf%*b通风机全压效率n%*p%*ptf%*b等于通风机全压有效功率与轴功率的 比值。通风机静压效率n%*p%*psf%*b通风机静压效率n%*p%*psf%*b等于通风机静压有效功率与轴功率的 比值。封闭静压(BTSP)通风机封闭静压是指通风机出口完全封闭而无气体运动时的静压。通风机全敞口气体流量(WOCMS)通风机全敞口气体流量亦称作开敞CMS (WOCMS),即风机 全敞口运 行时的流量。此时风机静压为零。由风机制造商决定的，在风机运行时所获得满意效果的风机运行流量和压力范围。典型的风机应用范围：前弯离心风机：30%-

6、80% WOCMS后弯离心风机：40%-85% WOCMS径向离心风机：35%-80% WOCMS风机分类按气流运动方向分类（1）离心通风机气流轴向进入风机叶轮后主要沿径向流动的风机。（2）轴流通风机气流轴向进入风机叶轮后近似的在圆柱形表面上沿轴线方向运动的风机。（3）混流式风机在风机的叶轮中，气流的方向处于轴流式风机和离心式风机之间，近似的沿锥面流动，称混流或斜流式风机按压力分类在标准的状况下，风机的全压小于14710Pa者称为通风机，通风机根据全压可分为：（1）低压离心通风机在标准状况下，全压小于或等于980Pa的风机。（2）中压离心通风机在标准状况下，全压等于980-2942Pa的风机。

7、（3）高压离心通风机在标准状况下，全压等于2942-14710Pa的风机。（4）低压轴流通风机在标准状况下，全压小于493Pa的风机。（5）高压轴流通风机在标准状况下，全压等于493-4930Pa的风机。按通风机用途分G锅炉通风机Y锅炉引风机GY工业用炉风机CT船舶用通风机KT空调用通风机ZL转炉鼓风机离心通风机 离心通风机大致可分为三类：前弯叶片离心风机后弯叶片离心风机径向叶片离心风机（1）前弯叶片离心风机前弯叶片离心风机运行速度相对较低，通常适用于大风量、低静压的 工况。典型的流量范围为30%-80% WOCMS （全敞口流量），最高的静压效率 为60%-68%，通常发生于静压最大值的稍右

8、侧。功率曲线具有增加的 倾向，是“易过载型”风机。前弯叶片风机的优点是造价低、转速低，可选用较细的轴和较小的轴 承，且具有较宽的操作范围。缺点是性能曲线形状可能与管网阻力曲 线平行，且系统静压降低可能导致电机过载。另外，叶片结构强度较 低，不能运行于较高的转速。（2）后倾叶片离心风机后倾叶片风机运行的速度矢量约为前弯风机的2倍。通常应用的流量 合理范围是40%-85% WOCMS,最高的静压效率约80%左右。对于一个给定的工况，一般说来，较大的风机具有较高的效率。后倾 叶片风机的波动性要大于前弯叶片风机。后倾叶片风机的优点是效率高且功率曲线无过载。其功率曲线通常在 常用范围的中部达到最大值，这

9、样一般不会超载。叶片及叶轮的自身 结构强度较高，可使用于较高的静压系统。后倾叶片风机的缺点是由于叶轮运行速度较高，所以需要较粗的轴及 较大的轴承且对平衡的要求较高，另外静压的波动容易引起工况的变 化。后倾叶片风机的改进是用机翼型截面的叶片代替等截面的叶片， 这个改进使风机的静压效率提高到86%左右，也使风机的噪声相应的 得到降低，设计良好的机翼型叶片风机比噪声可达到甚至低于前倾叶 片风机。后倾机翼型叶片风机的优越性正越来越受到风机使用单位特别是空 调器末端生产厂家的重视，在一些要求高效率、低噪声的场所日益得 到推广。（3）径向叶片离心风机径向叶片风机是介于前弯和后倾叶片之间的风机，其强度和耐磨

10、性较 好，叶片出口角度为90。在我国除一些要求耐磨和耐腐蚀的场合 已不常用。三种叶片离心风机比较压力当三种叶片叶轮的尺寸、转速和流量相同时，前弯叶片获得的压力最大，后倾叶片最小，径向叶片居中。径向尺寸（叶轮外径）当三种叶片叶轮的流量、转速相同，而要求全压也相同时，前弯叶片 叶轮的径向尺寸最小，后倾叶片的尺寸最大，径向叶片居中。效率前弯叶片叶轮风机的效率最低，后倾叶片叶轮最高，而径向叶片居中。耐磨性前弯叶片叶轮风机的耐磨性差，径向叶片叶轮风机耐磨性较好，后倾 叶片中等。定载性前弯叶片叶轮的风机容易超载，定载性差，后倾叶片叶轮风机不易超 载，径向叶片叶轮风机居中。噪声前弯叶片叶轮风机的噪声较低，后

11、倾叶片叶轮风机的噪声一般，径向 叶片叶轮风机的噪声大。叶轮速度前弯叶片叶轮的风机转速一般较低，后倾的转速高，而径向居中。应用范围（流量）前弯叶片叶轮风机应用范围小，后倾叶片叶轮风机应用范围大，径向 居中。轴流通风机轴流通风机根据叶片的形状可以分为以下几类：方形叶片轴流风机翼形叶片轴流风机镰刀形叶片轴流风机桨形叶片轴流风机轴流风机的效率、噪声、流量、全压等指标参数与叶片形状的关系不 像离心风机哪样明显，现代的风机设计更多的综合了各种叶片的优点 于一体，因而各种性能都有了较大的提高。一般认为，翼型叶片轴流 风机具有较低的噪声，镰刀形叶片轴流风机具有更高的效率，方形叶 片风机介于二者之间。轴流风机的

12、性能曲线变化较大，压力随流量的 增加会迅速较低。按气体流动的方向，通风机可分为离心式、轴流式、斜流式和横流式 等类型。离心通风机工作时，动力机（主要是电动机）驱动叶轮在蜗形机壳 内旋转，空气经吸气口从叶轮中心处吸入。由于叶片对气体的动力作 用，气体压力和速度得以提高，并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳， 从排气口排出。因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内，故又称 径流通风机。离心通风机主要由叶轮和机壳组成，小型通风机的叶轮直接装在 电动机上中、大型通风机通过联轴器或皮带轮与电动机联接。离心通 风机一般为单侧进气，用单级叶轮；流量大的可双侧进气，用两个背 靠背的叶轮，又称为双吸式离心通风机。叶轮

13、是通风机的主要部件，它的几何形状、尺寸、叶片数目和制 造精度对性能有很大影响。叶轮经静平衡或动平衡校正才能保证通风 机平稳地转动。按叶片出口方向的不同，叶轮分为前向、径向和后向 三种型式。前向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转方向倾斜；径向叶轮的叶 片顶部是向径向的，又分直叶片式和曲线型叶片；后向叶轮的叶片顶 部向叶轮旋转的反向倾斜。前向叶轮产生的压力最大，在流量和转数一定时，所需叶轮直径 最小，但效率一般较低；后向叶轮相反，所产生的压力最小，所需叶 轮直径最大，而效率一般较高；径向叶轮介于两者之间。叶片的型线 以直叶片最简单，机翼型叶片最复杂。为了使叶片表面有合适的速度分布，一般采用曲线型叶片，如等

14、厚度圆弧叶片。叶轮通常都有盖盘，以增加叶轮的强度和减少叶片与 机壳间的气体泄漏。叶片与盖盘的联接采用焊接或铆接。焊接叶轮的 重量较轻，流道光滑。低、中压小型离心通风机的叶轮也有采用铝合 金铸造的。轴流式通风机工作时，动力机驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转，气 体从集流器进入，通过叶轮获得能量，提高压力和速度，然后沿轴向 排出。轴流通风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式三种，小型的叶 轮直径只有100毫米左右，大型的可达20米以上。小型低压轴流通风机由叶轮、机壳和集流器等部件组成，通常安 装在建筑物的墙壁或天花板上;大型高压轴流通风机由集流器、叶轮、 流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成。叶片均匀布置在轮

15、毂上，数 目一般为224。叶片越多，风压越高；叶片安装角一般为10 45，安装角越大，风量和风压越大。轴流式通风机的主要零件大都 用钢板焊接或铆接而成。轴流式通风机工作时，动力机驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转，气体从 集流器进入，通过叶轮获得能量，提高压力和速度，然后沿轴向排出。 轴流通风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式三种，小型的叶轮直径 只有100毫米左右，大型的可达20米以上。小型低压轴流通风机由叶轮、机壳和集流器等部件组成，通常安 装在建筑物的墙壁或天花板上;大型高压轴流通风机由集流器、叶轮、 流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成。叶片均匀布置在轮毂上，数 目一般为224。叶片越多，风压越高

16、；叶片安装角一般为10 45，安装角越大，风量和风压越大。轴流式通风机的主要零件大都 用钢板焊接或铆接而成。斜流通风机又称混流通风机，在这类通风机中，气体以与轴线成 某一角度的方向进入叶轮，在叶道中获得能量，并沿倾斜方向流出。通风机的叶轮和机壳的形状为圆锥形。这种通风机兼有离心式和轴流 式的特点，流量范围和效率均介于两者之间。横流通风机是具有前向多翼叶轮的小型高压离心通风机。气体从 转子外缘的一侧进入叶轮，然后穿过叶轮内部从另一侧排出，气体在 叶轮内两次受到叶片的力的作用。在相同性能的条件下，它的尺寸小、 转速低。与其他类型低速通风机相比，横流通风机具有较高的效率。它的 轴向宽度可任意选择，而不影响气体的流动状态，气体在整个转子宽 度上仍保持流动均匀。它的出口截面窄而长，适宜于安装在各种扁平 形的设备中用来冷却或通风。通风机的性能参数主要有流量、压