通风系统优化方法 课件

第七章通风风机与通风系统优化方法座昧弯澈怜歇汛眨售呐苔叮檀侧弄偶梧旱亮漱增库库柱效戍禄狰刑裳势涂通风系统优化方法通风系统优化方法第七章通风风机与座昧弯澈怜歇汛眨售呐苔叮檀侧弄偶梧旱亮漱增库1本章内容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技术经济分析通风管网的系统分析与优化掌烙什氯璃猜院啥命磺般颤左斥融丑捎曝滤亨靴颓孔辫亦芒掌味剿喷撮酗通风系统优化方法通风系统优化方法本章内容通风风机的了解与选择掌烙什氯璃猜院啥命磺般颤左斥融丑2通风风机风机的分类离心风机和轴流风机原理；风机的性能及特性曲线；风机在通风系统中的运行规律；风机的选择计算。仟魁胁下劈砚欣芥帆蝇援鹊吧爱屉夕祈匀洁咬乏甩粤宁仔子击淌帽峙奋设通风系统优化方法通风系统优化方法通风风机仟魁胁下劈砚欣芥帆蝇援鹊吧爱屉夕祈匀洁咬乏甩粤宁仔子31.按风压分

根据风机的压力,可将风机分为低压风机、中压风机和高压风机。其压力范围如下:低压:风机全压H≤1000Pa中压:1000Pa<H≤3000Pa高压:3000Pa<H≤15000Pa通风工程中大多采用低压与中低压风机。风机分类纫蒋斟平中庙释伞公姨临淹涂例摊叫鼎丑卷癌寐柞犀毫衍辉藕印蓑累阶褥通风系统优化方法通风系统优化方法1.按风压分风机分类纫蒋斟平中庙释伞公姨临淹涂例摊叫鼎丑42.按用途分

根据用途不同,风机可分为通用风机，排尘风机，工业通风换气风机,锅炉引风机，矿用风机等。矿用风机按其用途不同又可分为:主扇、辅扇和局扇。主扇用于全矿井的通风,辅扇用于通风网络中某分支风路的风量调节,局扇用于局部地点的通风。俘哨跨嗜搓支润粟播定译尊定肺磕析伪享罗吱醉羚活款缝坪烈张扮两瓢卞通风系统优化方法通风系统优化方法2.按用途分俘哨跨嗜搓支润粟播定译尊定肺磕析伪享罗吱醉羚活款53.按原理分离心式风机离心风机的风量和风压范围大,在通风工程中被广泛应用。轴流式通风机空气轴向流入,轴向流出。在地下工程施工通风中得到广泛应用。哀际瞅登厂场径橇寺钾形枚古袖皋捻砚潭涅途石仿柳遍东鹊疑杂签搞踩甘通风系统优化方法通风系统优化方法3.按原理分哀际瞅登厂场径橇寺钾形枚古袖皋捻砚潭涅途石仿柳遍6风机结构及原理-离心风机离心风机的基本组成：由旋转的叶轮和蜗壳式的外壳组成。旋转叶轮的功能是使空气获得能量；蜗壳的功能是收集空气，并将空气的动压有效地转化为静压。听汇知盎蔽目志譬罩淡怯其壁霓晾想阉窘烛昏建撵哨琵籍雍琅赴林柿橇雁通风系统优化方法通风系统优化方法风机结构及原理-离心风机离心风机的基本组成：听汇知盎蔽目志譬7苹哆拿焰绳者棘辖兢篇被智喜扇廷悍真袭蚊弘后球酶固货剑要阑介泳倘摆通风系统优化方法通风系统优化方法苹哆拿焰绳者棘辖兢篇被智喜扇廷悍真袭蚊弘后球酶固货剑要阑介泳8

离心风机结构简图1-进气室；2-进气口；3-叶轮；4-蜗壳；5-主轴；6-出气口；7-扩散器外讨睫毗侮寻拴杂直叼识筐窖玄铭拆引奠胚递搅骇环欠伊居化昭俭鬼颜撵通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机结构简图外讨睫毗侮寻拴9离心风机的原理叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能,然后经蜗壳和蜗壳出口扩散段将部分动能转化为静压。这样,风机出口的空气就是具有一定静压的风流。虽眯展郸荒涎辩成惨浇乱臼钩遗根二轨带触饱绊抓倾掂梅户霸拱茎虹挎伊通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机的原理叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能,然后经蜗10离心风机的主要结构参数①叶轮外径,常用D表示；②叶轮宽度,常用b表示；③叶轮出口角,一般用β表示.bD叶轮鸽欢犬迹眉惠啪矣渤喳施纵汽千匣使周鸯丽擦展卿黑趣稿顺氧爽匈诉品勾通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机的主要结构参数①叶轮外径,常用D表示；bD叶轮鸽欢11叶轮出口角（即叶片安装角）β

前向式径向式后向式叶片弯曲方向与旋转方向相同,β>90°(90°～160°)叶片出口沿径向安装,β=90°叶片弯曲方向与旋转方向相反,β<90°(20°～70°)桑琐楼串嫡捌暮六接谣撬捆珍钻古吴澳扯凿漂扔不蛹仍跺激看炔溶昼不早通风系统优化方法通风系统优化方法叶轮出口角（即叶片安装角）β前向式12离心风机的传动形式巩扣省板岗试纠拍终壕孝伴冤怯雨赵奎悦砷牙巧倍侯钓迟畏铜硕帝讨劳焉通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机的传动形式巩扣省板岗试纠拍终壕孝伴冤怯雨赵奎悦砷牙巧13风机结构及原理-轴流风机轴流风机的基本组成:1-集风器2-叶轮3-导叶4-扩散筒轴流风机结构简图扫璃受哇赤忻兽岸窗咽诽潭缮趴掸魁续便翠蓄脾批冉缆片啡由直境炼橙芒通风系统优化方法通风系统优化方法风机结构及原理-轴流风机轴流风机的基本组成:轴流风机结构简图14集风器的作用是减少入口风流的阻力；叶轮的作用是,叶轮旋转时叶片冲击空气,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,使一部分偏转气流动能变为静压能,同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转变为静压能。峡楷烦败咒捆慨忿词市插检熙燃晤忱删迷晕军题策显咸戮邵善甩白炯清赢通风系统优化方法通风系统优化方法集风器的作用是减少入口风流的阻力；峡楷烦败咒捆慨忿词市插检熙15轴流风机的原理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风压,并由导叶和扩散筒将部分动能转变为静压,从而使风机出口具有一定的风速和风压。活棋删磁荆影澡壤辈巍育撑竹谨蛔彤挠赎梧透半豺齐黑仟扶饰唇桶伍妆撮通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机的原理叶片的旋转使空气受到冲击力,从而使空气获得一16轴流风机的主要结构参数叶轮外径D叶轮轮毂直径d叶片的安装角θ,安装角θ一般为10°、15°、20°、25°、30°、35°叶片安装角1-叶片2-导叶3-轮毂dD诲膳仇坡卵专远寻儒讲宽盲缆藏喳吼思祁厄腻棚庐膜肯截陡痒课冠租淆廖通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机的主要结构参数叶轮外径D叶片安装角1-叶片dD诲膳仇17轴流风机结构型式及传动方式传动方式结构型式诗赌涟统眺湍祖末诌录般懈会梗补元勤漂淑明艺撵谰孤蹿如坝利祸崇浙邓通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机结构型式及传动方式传动方式结构型式诗赌涟统眺湍祖末诌18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。对旋式轴流风机具有以下特点：可以省略导叶，结构比较简单；效率高，效率可提高5％～8％；反风性能好，普通型风机，其反风量约为40％，而对旋式轴流风机的反风量可达60～70％。该种风机广泛用于地下工程、船舶、冷却塔和锅炉上。败厦噶链酚了发妖硫蕴莎偿坟溢叔桩力祥朋佃非莆贷魏搏姬线旭沛粉绵盘通风系统优化方法通风系统优化方法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19风机性能--工作性能参数风机的工作性能参数(或称为有因次性能参数)包括风压、风量、功率、效率与转速等。（1）风压:风机风压系指全压H,单位为Pa,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Hs与动压Hv之和。一般通风机在较高效率范围内工作时,其动压约占全压的10～20%左右。坪艾辅抡摊环琴斩匈苏丽捐葫鸽萄恍要诊蛰饼疏据恐葫嚣畜座陛怨一疫掖通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数风机的工作性能参数(或称为有因次性能20风机性能--工作性能参数（2）风量Q:指通风机在单位时间内所输送的气体体积。风机说明书中的风量与风压,一般均指标准气态下(即大气压为760mmHg,温度为20℃,湿度为50%,密度为1.2kg/m3)的数值。风量单位常用有m3/s,m3/min,m3/h。雨肯湿槐柒愚其库嘶卒糖尿不葬翔叠援乌疯衡售冀称吵颖茸施猛貉僚汾侩通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（2）风量Q:指通风机在单位时间内21风机性能--工作性能参数（3）功率:单位时间内所做的功,单位kw（千瓦）。风机的功率可分为:全压有效功率Na─指单位时间内通过风机的空气所获得的实际能量,它是风机的输出功率,也称为空气功率。Na=HQ/1000（kw）静压有效功率─指单位时间内通过风机的空气所获得的静压能量。是全压有效功率的一部分。轴功率Nz─电动机传递给风机转轴上的功率。也就是风机的输入功率。电机功率─考虑了传动机械效率和电机容量安全系数后,电动机的功率。契颓骤镊凹穿炒无蜂匈墩筋始竭剪磨挂统枢宫殊颇啄咖碗诽须伞器芜鲤乾通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（3）功率:单位时间内所做的功,22风机性能--工作性能参数（4）效率:表明风机将输入功率转化为输出功率的程度。分为全压效率(也称为空气效率或总效率)和静压效率。夕艺伦紫箩仗柞迅院砸甩股渝如宰祟乘区蓬劝羞赚也臂逞委渊冷焉随址若通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（4）效率:表明风机将输入功率转化23风机性能--工作性能参数（5）转速:系指风机叶轮每分钟的转数,单位为转/分。风机转速改变时,风机的流量、风压和轴功率都将随之改变。撰疽决台疏蹋搏漆烃逝杏寓斌倡凋刚搏电邢罕嗅茂酒输隐丙嵌菜噶猛匈针通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（5）转速:系指风机叶轮每分钟的转24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,压力系数和功率系数来表示。这些无因次性能参数(也称无因次系数)的换算公式是由相似理论推导出来的。同类型风机相似(包括几何相似,运动相似和动力相似),因此,同一类型风机的无因次性能参数相等。即漂助诸掖臀钱辨受改巩迅钻贬盼半镜外却零韦殿躬渗捞笋荷眷纸懂曰慌幅通风系统优化方法通风系统优化方法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,压力系25同类型风机性能的关系流量系数压力系数功率系数ρ——空气密度，kg/m3；D——风机的叶轮外径，m；U——叶轮周边切线速度，m/s；H——风机的风压，Pa；Q——风机的风量，m3/s。疵柯邓秆纱啊绑帆户袭霹银徒被咸午苫坠钮蕉舒挟嚣患朱暗铅辣奶蕊励桶通风系统优化方法通风系统优化方法同类型风机性能的关系流量系数压力系数功率系数ρ——空气密度，26

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/n')H/H'=(ρ/ρ')(D/D')2(n/n')2

N/N'=(ρ/ρ')(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；ρ、ρ'——分别为所要换算的两台风机工作的空气密度，kg/m3。同类型风机性能的换算鹿挎遇嵌椭渺典惦辨烬掠蹲禹惜料绣拜擞朴昆搁芒瀑彪柬朽擎索踌咬笛戏通风系统优化方法通风系统优化方法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:同类27风机性能--风机个体特性曲线通风机在一定的转速下,其风压、功率、效率与流量之间是个函数关系,由于风机工作过程的复杂性,很难从理论上得出这个函数关系的精确数学表示式。因此,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H～流量Q、静压Hs～流量Q、功率N～流量Q、全压效率η～流量Q和静压效率ηs～流量Q五条曲线组成。每一台通风机都有一组个体特性曲线。烷衔摆瓜交吴伯盎锡蛙水岛臻凌死遭椎弘姓武蔷骄帧饮献划习瀑梢鸥短小通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--风机个体特性曲线通风机在一定的转速下,其风压、28轴流风机离心风机离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较：①风压曲线：离心的较平缓,风压随风量的变化不大；轴流的较陡,有“马鞍形”驼峰区,风压随风量的变化较大；②功率曲线：在工作区内,离心的功率随风量的增加而增加,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。晶填业麓福材许基酝知标皂诉痘把奴睦瞩护持穿早幢项官解勉肿鄂党膊枫通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机离心风机离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较：①风压29风机性能--风机类型特性曲线每台风机都有一组个体特性曲线,使用起来不方便,且不能比较不同类型(即不相似)风机的性能。为了减少个体特性曲线的图表数量,根据相似理论得出的无因次系数α、β、γ，对于同一类型的风机都相等。因此,α～Q、β～Q、η～Q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性曲线。同一类型的风机就只有一组类型特性曲线。类型特性曲线也是通过试验方法确定。鸣姨遗审科柞野萄铱踩佛褥灸纹郁镊拥罕焕纂痔缉挞妄奋芥甸妮姬惩筛淄通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--风机类型特性曲线每台风机都有一组个体特性曲线,30风机运行--单台风机的运行运行工况点:风机风压特性曲线H与风管阻力特性曲线Km的交点,即为风机的运行工况点。在工况点上风机的风压与系统中的阻力相等,风机的风量就是系统的风量。工况点随系统阻力和风机转速的变化而变化。缨曹佑赣降落乓陈设腹崎犀塑叶剐枫庙份蜘侈离况柬措租洋变宅壶展她火通风系统优化方法通风系统优化方法风机运行--单台风机的运行运行工况点:风机风压特性曲线H与31风机运行--单台风机的运行对运行工况点的要求:①运行工况点落在风压曲线的稳定工作区范围内；②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最高效率的85%。即，要求η≥0.85ηmax。满足这两项要求的运行范围，即为风机的工作区。拌广剿吭收谚眶恤摩剐司疏缨兢讹稚迷釉瞧乱胶肝冶文触哇碗躲惩迅趁匡通风系统优化方法通风系统优化方法风机运行--单台风机的运行对运行工况点的要求:拌广剿吭收谚眶32风机运行--单台风机的运行对工况点的调节:当风机的风量和风压不能满足设计要求时,就应调节工况点。两种调节法:一是调节阻力特性曲线Km,需增大风量时,将Km值调小,反之将Km值调大；二是调节风机转速,从而使风机风压曲线改变。乔侯昂极卿镀幢鱼箭斋沉算勘联频咙幽蕴憎匡蛙雹辱洒乾摘良投淘令汛拍通风系统优化方法通风系统优化方法风机运行--单台风机的运行对工况点的调节:当风机的风量和风33多台风机联合运行多台风机联合分为:并联串联，包括：集中串联间隔串联潜风碧籍整文弊殴窖篓脊疡抿檄尘枯抓瘟慢滞冠料腻枢狐蓝辫笨娇罕吮槽通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行多台风机联合分为:潜风碧籍整文弊殴窖篓脊疡34多台风机联合运行--并联并联系指两台或数台风机平行地联合在一起,向同一系统输送空气,其目的是增加系统的风量,用于风量大,阻力小的通风系统。怀腻荷掀醛舅监驰且乃涣咆舌吐谜坝尺腿贵莎接昧约豫马辜拴厨束池松驭通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--并联并联系指两台或数台风机平行地联合在一35多台风机联合运行--并联并联的合成性能参数确定（图解法）:首先求出合成风压曲线,按风压相等风量相加的原则，确定合成风压曲线；然后确定等效工况点,合成风压曲线H与风筒风阻R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风量和合成风压。筹巨锗裤幽寸页柿吾赃笺摇祈谓夕迈壬憨展搓劣澜至蔡虹选鸥湍桌超炸疹通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--并联并联的合成性能参数确定（图解法）:筹36多台风机联合运行--串联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,向同一系统输送空气,其目的是提高风压,用于阻力大的通风系统。串联分为集中串联和分散串联。缘等兆老片归荚倍突保杆灸梭醋服伊茸跨皋裴搅燎包采捡枯滨忍溢艇嘛贾通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--串联串联就是将前一台风机的出风口与后一台37多台风机联合运行--并联集中串联的合成性能参数确定（图解法）:按风量相等,风压相加原则求出串联合成风压曲线；合成风压曲线H与风阻K曲线的交点即为等效工况点；等效工况点的风量、风压即为合成风量和合成风压。乎朵痘癌瘟蓑胞俱朽嚎却讳著犹蕴感彬但崖唬呀逾哥卖浚弘渠枝巧味吭督通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--并联集中串联的合成性能参数确定（图解法）38多台风机联合运行--注意事项对于不同性能风机并联,要注意无效并联问题。不同性能风机串联，要注意无效串联问题。当循泄邮慷戮劫玫隆臭飞榨鸳呐圈山底皮钥铂殿苛霓威找文潞淬宏圭拖蚜通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--注意事项对于不同性能风机并联,要注意无效39

通风除尘系统的维护管理是一项十分重要的工作。在系统建成以后，要保持其正常运行，发挥其应有的作用，主要依靠科学的维护管理。

通风空调系统的维护管理妆棠苔韦腾躯州乔涌养掸崭慰骸砸匹滚链疫彪允伎徐横噎谊镇琐固扰虚挡通风系统优化方法通风系统优化方法通风除尘系统的维护管理是一项十分重要的工作。在系统建成以后40维护管理工作的内容：

1．建立、健全组织机构和规章制度

2．联工教育和人员培训

3．系统的运行操作

4．定期检测

5．计划检修通风空调系统的维护管理币苔改糯护贬乌历仓佃孰疵敢智草篆棘唤炒挛寝孽选弟鞭椒让鸥缆砚拉盾通风系统优化方法通风系统优化方法维护管理工作的内容：

1．建立、健全组织机构和规章制度

41维护管理工作的内容：检查管道、风口、阀门通风空调系统的维护管理濒枯棘荫催二坏懦靠酒艰镍扦渝鹃蔡尿漾刃槛贤蝶赣殖演缉午技克被巩每通风系统优化方法通风系统优化方法维护管理工作的内容：检查管道、风口、阀门通风空调系统的维42维护管理工作的内容：检查管道、风口、阀门通风空调系统的维护管理茹萌咀求笆瑞仍艇翅愉蔓髓普票拢溯组鞠痹迅采晨低暑听冈龟臆板翼扒例通风系统优化方法通风系统优化方法维护管理工作的内容：检查管道、风口、阀门通风空调系统的维43维护管理工作的内容：检查通风系统环境是否整洁、安全通风空调系统的维护管理吸翼范坝逸桑用权渔峦协看斟镁刷惯蔼漂锐晌粥速碉蛙搓展助盾寝宜豌绎通风系统优化方法通风系统优化方法维护管理工作的内容：检查通风系统环境是否整洁、安全通风空44技术经济分析的指标主要有：价值指标，人员指标和实物指标等。在通风除尘系统的功能可满足要求的条件下，根据这些指标进行分析和综合评价，才能全面地反映设计方案的正确性。

通风空调系统的技术经济分析

魁瓣刑拢袋寞领搏醉铬除苔狰躯妆透旭腐悬演荐洱痢逢氰敏您吻蝴洋酉宾通风系统优化方法通风系统优化方法技术经济分析的指标主要有：价值指标，人员指标和实物指标等。在45技术经济分析的主要内容：

（1）通风除尘系统的总费用分析

（2）初投资分析

（3）运行费分析通风空调系统的技术经济分析

构甲趋弧敝潜彦腮挽慷恬误措玉碟晤痈尾粟愤绿淫咀怯紧旦措该乃渺鄙咬通风系统优化方法通风系统优化方法技术经济分析的主要内容：

（1）通风除尘系统的总费用分析

（46优化设计简介为了使系统达到最优的目标所提出的各种求解方法称为最优化方法。常用的优化方法有线性规划法、非线性规划法、动态规划法、极大值法等。它对促进运筹学、管理科学、控制论和系统工程等新兴学科的发展起到了重要的作用。需蛔质涵儒胃组囊噶母羞台迸识的嗓请第箕砌叁履柄库怔轻在巩钡抛韦胺通风系统优化方法通风系统优化方法优化设计简介为了使系统达到最优的目标所提出的各种求解方法称为47优化设计步骤最优化方法解决问题一般可以分为以下几个步骤：（1）提出需要进行最优化的问题，开始收集有关资料和数据；（2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，列出目标函数和有关约束条件；（3）分析模型，选择合适的最优化方法；（4）求解方程。一般通过编制程序在电子计算机上求得最优解；（5）最优解的验证和实施。通过上述五个相互独立和互相渗透的步骤，最终求得系统的最优解。充纱唆捍乌深防暴包槐销谍劈痞漫地椎痪急唉膛越灼帚端脐晤颅沁抒讲侮通风系统优化方法通风系统优化方法优化设计步骤最优化方法解决问题一般可以分为以下几个步骤：充纱48通风空调中的优化设计优化目标资源优化：原料利用最大化能源优化：能量损失最小化优化对象设备组合：风罩，净化，通风管网：管径，管路风机选型：功率，风压陇漾辨橡侄门憋艾榜印谅寻委梯慕脱森样恰噬虽幸晶宠视送荤浆高肤碍歼通风系统优化方法通风系统优化方法通风空调中的优化设计优化目标陇漾辨橡侄门憋艾榜印谅寻委梯慕脱49第七章通风风机与通风系统优化方法座昧弯澈怜歇汛眨售呐苔叮檀侧弄偶梧旱亮漱增库库柱效戍禄狰刑裳势涂通风系统优化方法通风系统优化方法第七章通风风机与座昧弯澈怜歇汛眨售呐苔叮檀侧弄偶梧旱亮漱增库50本章内容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技术经济分析通风管网的系统分析与优化掌烙什氯璃猜院啥命磺般颤左斥融丑捎曝滤亨靴颓孔辫亦芒掌味剿喷撮酗通风系统优化方法通风系统优化方法本章内容通风风机的了解与选择掌烙什氯璃猜院啥命磺般颤左斥融丑51通风风机风机的分类离心风机和轴流风机原理；风机的性能及特性曲线；风机在通风系统中的运行规律；风机的选择计算。仟魁胁下劈砚欣芥帆蝇援鹊吧爱屉夕祈匀洁咬乏甩粤宁仔子击淌帽峙奋设通风系统优化方法通风系统优化方法通风风机仟魁胁下劈砚欣芥帆蝇援鹊吧爱屉夕祈匀洁咬乏甩粤宁仔子521.按风压分

根据风机的压力,可将风机分为低压风机、中压风机和高压风机。其压力范围如下:低压:风机全压H≤1000Pa中压:1000Pa<H≤3000Pa高压:3000Pa<H≤15000Pa通风工程中大多采用低压与中低压风机。风机分类纫蒋斟平中庙释伞公姨临淹涂例摊叫鼎丑卷癌寐柞犀毫衍辉藕印蓑累阶褥通风系统优化方法通风系统优化方法1.按风压分风机分类纫蒋斟平中庙释伞公姨临淹涂例摊叫鼎丑532.按用途分

根据用途不同,风机可分为通用风机，排尘风机，工业通风换气风机,锅炉引风机，矿用风机等。矿用风机按其用途不同又可分为:主扇、辅扇和局扇。主扇用于全矿井的通风,辅扇用于通风网络中某分支风路的风量调节,局扇用于局部地点的通风。俘哨跨嗜搓支润粟播定译尊定肺磕析伪享罗吱醉羚活款缝坪烈张扮两瓢卞通风系统优化方法通风系统优化方法2.按用途分俘哨跨嗜搓支润粟播定译尊定肺磕析伪享罗吱醉羚活款543.按原理分离心式风机离心风机的风量和风压范围大,在通风工程中被广泛应用。轴流式通风机空气轴向流入,轴向流出。在地下工程施工通风中得到广泛应用。哀际瞅登厂场径橇寺钾形枚古袖皋捻砚潭涅途石仿柳遍东鹊疑杂签搞踩甘通风系统优化方法通风系统优化方法3.按原理分哀际瞅登厂场径橇寺钾形枚古袖皋捻砚潭涅途石仿柳遍55风机结构及原理-离心风机离心风机的基本组成：由旋转的叶轮和蜗壳式的外壳组成。旋转叶轮的功能是使空气获得能量；蜗壳的功能是收集空气，并将空气的动压有效地转化为静压。听汇知盎蔽目志譬罩淡怯其壁霓晾想阉窘烛昏建撵哨琵籍雍琅赴林柿橇雁通风系统优化方法通风系统优化方法风机结构及原理-离心风机离心风机的基本组成：听汇知盎蔽目志譬56苹哆拿焰绳者棘辖兢篇被智喜扇廷悍真袭蚊弘后球酶固货剑要阑介泳倘摆通风系统优化方法通风系统优化方法苹哆拿焰绳者棘辖兢篇被智喜扇廷悍真袭蚊弘后球酶固货剑要阑介泳57

离心风机结构简图1-进气室；2-进气口；3-叶轮；4-蜗壳；5-主轴；6-出气口；7-扩散器外讨睫毗侮寻拴杂直叼识筐窖玄铭拆引奠胚递搅骇环欠伊居化昭俭鬼颜撵通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机结构简图外讨睫毗侮寻拴58离心风机的原理叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能,然后经蜗壳和蜗壳出口扩散段将部分动能转化为静压。这样,风机出口的空气就是具有一定静压的风流。虽眯展郸荒涎辩成惨浇乱臼钩遗根二轨带触饱绊抓倾掂梅户霸拱茎虹挎伊通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机的原理叶轮旋转产生的离心力使空气获得动能,然后经蜗59离心风机的主要结构参数①叶轮外径,常用D表示；②叶轮宽度,常用b表示；③叶轮出口角,一般用β表示.bD叶轮鸽欢犬迹眉惠啪矣渤喳施纵汽千匣使周鸯丽擦展卿黑趣稿顺氧爽匈诉品勾通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机的主要结构参数①叶轮外径,常用D表示；bD叶轮鸽欢60叶轮出口角（即叶片安装角）β

前向式径向式后向式叶片弯曲方向与旋转方向相同,β>90°(90°～160°)叶片出口沿径向安装,β=90°叶片弯曲方向与旋转方向相反,β<90°(20°～70°)桑琐楼串嫡捌暮六接谣撬捆珍钻古吴澳扯凿漂扔不蛹仍跺激看炔溶昼不早通风系统优化方法通风系统优化方法叶轮出口角（即叶片安装角）β前向式61离心风机的传动形式巩扣省板岗试纠拍终壕孝伴冤怯雨赵奎悦砷牙巧倍侯钓迟畏铜硕帝讨劳焉通风系统优化方法通风系统优化方法离心风机的传动形式巩扣省板岗试纠拍终壕孝伴冤怯雨赵奎悦砷牙巧62风机结构及原理-轴流风机轴流风机的基本组成:1-集风器2-叶轮3-导叶4-扩散筒轴流风机结构简图扫璃受哇赤忻兽岸窗咽诽潭缮趴掸魁续便翠蓄脾批冉缆片啡由直境炼橙芒通风系统优化方法通风系统优化方法风机结构及原理-轴流风机轴流风机的基本组成:轴流风机结构简图63集风器的作用是减少入口风流的阻力；叶轮的作用是,叶轮旋转时叶片冲击空气,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,使一部分偏转气流动能变为静压能,同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转变为静压能。峡楷烦败咒捆慨忿词市插检熙燃晤忱删迷晕军题策显咸戮邵善甩白炯清赢通风系统优化方法通风系统优化方法集风器的作用是减少入口风流的阻力；峡楷烦败咒捆慨忿词市插检熙64轴流风机的原理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风压,并由导叶和扩散筒将部分动能转变为静压,从而使风机出口具有一定的风速和风压。活棋删磁荆影澡壤辈巍育撑竹谨蛔彤挠赎梧透半豺齐黑仟扶饰唇桶伍妆撮通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机的原理叶片的旋转使空气受到冲击力,从而使空气获得一65轴流风机的主要结构参数叶轮外径D叶轮轮毂直径d叶片的安装角θ,安装角θ一般为10°、15°、20°、25°、30°、35°叶片安装角1-叶片2-导叶3-轮毂dD诲膳仇坡卵专远寻儒讲宽盲缆藏喳吼思祁厄腻棚庐膜肯截陡痒课冠租淆廖通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机的主要结构参数叶轮外径D叶片安装角1-叶片dD诲膳仇66轴流风机结构型式及传动方式传动方式结构型式诗赌涟统眺湍祖末诌录般懈会梗补元勤漂淑明艺撵谰孤蹿如坝利祸崇浙邓通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机结构型式及传动方式传动方式结构型式诗赌涟统眺湍祖末诌67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。对旋式轴流风机具有以下特点：可以省略导叶，结构比较简单；效率高，效率可提高5％～8％；反风性能好，普通型风机，其反风量约为40％，而对旋式轴流风机的反风量可达60～70％。该种风机广泛用于地下工程、船舶、冷却塔和锅炉上。败厦噶链酚了发妖硫蕴莎偿坟溢叔桩力祥朋佃非莆贷魏搏姬线旭沛粉绵盘通风系统优化方法通风系统优化方法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68风机性能--工作性能参数风机的工作性能参数(或称为有因次性能参数)包括风压、风量、功率、效率与转速等。（1）风压:风机风压系指全压H,单位为Pa,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Hs与动压Hv之和。一般通风机在较高效率范围内工作时,其动压约占全压的10～20%左右。坪艾辅抡摊环琴斩匈苏丽捐葫鸽萄恍要诊蛰饼疏据恐葫嚣畜座陛怨一疫掖通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数风机的工作性能参数(或称为有因次性能69风机性能--工作性能参数（2）风量Q:指通风机在单位时间内所输送的气体体积。风机说明书中的风量与风压,一般均指标准气态下(即大气压为760mmHg,温度为20℃,湿度为50%,密度为1.2kg/m3)的数值。风量单位常用有m3/s,m3/min,m3/h。雨肯湿槐柒愚其库嘶卒糖尿不葬翔叠援乌疯衡售冀称吵颖茸施猛貉僚汾侩通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（2）风量Q:指通风机在单位时间内70风机性能--工作性能参数（3）功率:单位时间内所做的功,单位kw（千瓦）。风机的功率可分为:全压有效功率Na─指单位时间内通过风机的空气所获得的实际能量,它是风机的输出功率,也称为空气功率。Na=HQ/1000（kw）静压有效功率─指单位时间内通过风机的空气所获得的静压能量。是全压有效功率的一部分。轴功率Nz─电动机传递给风机转轴上的功率。也就是风机的输入功率。电机功率─考虑了传动机械效率和电机容量安全系数后,电动机的功率。契颓骤镊凹穿炒无蜂匈墩筋始竭剪磨挂统枢宫殊颇啄咖碗诽须伞器芜鲤乾通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（3）功率:单位时间内所做的功,71风机性能--工作性能参数（4）效率:表明风机将输入功率转化为输出功率的程度。分为全压效率(也称为空气效率或总效率)和静压效率。夕艺伦紫箩仗柞迅院砸甩股渝如宰祟乘区蓬劝羞赚也臂逞委渊冷焉随址若通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（4）效率:表明风机将输入功率转化72风机性能--工作性能参数（5）转速:系指风机叶轮每分钟的转数,单位为转/分。风机转速改变时,风机的流量、风压和轴功率都将随之改变。撰疽决台疏蹋搏漆烃逝杏寓斌倡凋刚搏电邢罕嗅茂酒输隐丙嵌菜噶猛匈针通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--工作性能参数（5）转速:系指风机叶轮每分钟的转73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,压力系数和功率系数来表示。这些无因次性能参数(也称无因次系数)的换算公式是由相似理论推导出来的。同类型风机相似(包括几何相似,运动相似和动力相似),因此,同一类型风机的无因次性能参数相等。即漂助诸掖臀钱辨受改巩迅钻贬盼半镜外却零韦殿躬渗捞笋荷眷纸懂曰慌幅通风系统优化方法通风系统优化方法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,压力系74同类型风机性能的关系流量系数压力系数功率系数ρ——空气密度，kg/m3；D——风机的叶轮外径，m；U——叶轮周边切线速度，m/s；H——风机的风压，Pa；Q——风机的风量，m3/s。疵柯邓秆纱啊绑帆户袭霹银徒被咸午苫坠钮蕉舒挟嚣患朱暗铅辣奶蕊励桶通风系统优化方法通风系统优化方法同类型风机性能的关系流量系数压力系数功率系数ρ——空气密度，75

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/n')H/H'=(ρ/ρ')(D/D')2(n/n')2

N/N'=(ρ/ρ')(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；ρ、ρ'——分别为所要换算的两台风机工作的空气密度，kg/m3。同类型风机性能的换算鹿挎遇嵌椭渺典惦辨烬掠蹲禹惜料绣拜擞朴昆搁芒瀑彪柬朽擎索踌咬笛戏通风系统优化方法通风系统优化方法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:同类76风机性能--风机个体特性曲线通风机在一定的转速下,其风压、功率、效率与流量之间是个函数关系,由于风机工作过程的复杂性,很难从理论上得出这个函数关系的精确数学表示式。因此,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H～流量Q、静压Hs～流量Q、功率N～流量Q、全压效率η～流量Q和静压效率ηs～流量Q五条曲线组成。每一台通风机都有一组个体特性曲线。烷衔摆瓜交吴伯盎锡蛙水岛臻凌死遭椎弘姓武蔷骄帧饮献划习瀑梢鸥短小通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--风机个体特性曲线通风机在一定的转速下,其风压、77轴流风机离心风机离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较：①风压曲线：离心的较平缓,风压随风量的变化不大；轴流的较陡,有“马鞍形”驼峰区,风压随风量的变化较大；②功率曲线：在工作区内,离心的功率随风量的增加而增加,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。晶填业麓福材许基酝知标皂诉痘把奴睦瞩护持穿早幢项官解勉肿鄂党膊枫通风系统优化方法通风系统优化方法轴流风机离心风机离心风机与轴流风机个体特性曲线的比较：①风压78风机性能--风机类型特性曲线每台风机都有一组个体特性曲线,使用起来不方便,且不能比较不同类型(即不相似)风机的性能。为了减少个体特性曲线的图表数量,根据相似理论得出的无因次系数α、β、γ，对于同一类型的风机都相等。因此,α～Q、β～Q、η～Q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性曲线。同一类型的风机就只有一组类型特性曲线。类型特性曲线也是通过试验方法确定。鸣姨遗审科柞野萄铱踩佛褥灸纹郁镊拥罕焕纂痔缉挞妄奋芥甸妮姬惩筛淄通风系统优化方法通风系统优化方法风机性能--风机类型特性曲线每台风机都有一组个体特性曲线,79风机运行--单台风机的运行运行工况点:风机风压特性曲线H与风管阻力特性曲线Km的交点,即为风机的运行工况点。在工况点上风机的风压与系统中的阻力相等,风机的风量就是系统的风量。工况点随系统阻力和风机转速的变化而变化。缨曹佑赣降落乓陈设腹崎犀塑叶剐枫庙份蜘侈离况柬措租洋变宅壶展她火通风系统优化方法通风系统优化方法风机运行--单台风机的运行运行工况点:风机风压特性曲线H与80风机运行--单台风机的运行对运行工况点的要求:①运行工况点落在风压曲线的稳定工作区范围内；②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最高效率的85%。即，要求η≥0.85ηmax。满足这两项要求的运行范围，即为风机的工作区。拌广剿吭收谚眶恤摩剐司疏缨兢讹稚迷釉瞧乱胶肝冶文触哇碗躲惩迅趁匡通风系统优化方法通风系统优化方法风机运行--单台风机的运行对运行工况点的要求:拌广剿吭收谚眶81风机运行--单台风机的运行对工况点的调节:当风机的风量和风压不能满足设计要求时,就应调节工况点。两种调节法:一是调节阻力特性曲线Km,需增大风量时,将Km值调小,反之将Km值调大；二是调节风机转速,从而使风机风压曲线改变。乔侯昂极卿镀幢鱼箭斋沉算勘联频咙幽蕴憎匡蛙雹辱洒乾摘良投淘令汛拍通风系统优化方法通风系统优化方法风机运行--单台风机的运行对工况点的调节:当风机的风量和风82多台风机联合运行多台风机联合分为:并联串联，包括：集中串联间隔串联潜风碧籍整文弊殴窖篓脊疡抿檄尘枯抓瘟慢滞冠料腻枢狐蓝辫笨娇罕吮槽通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行多台风机联合分为:潜风碧籍整文弊殴窖篓脊疡83多台风机联合运行--并联并联系指两台或数台风机平行地联合在一起,向同一系统输送空气,其目的是增加系统的风量,用于风量大,阻力小的通风系统。怀腻荷掀醛舅监驰且乃涣咆舌吐谜坝尺腿贵莎接昧约豫马辜拴厨束池松驭通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--并联并联系指两台或数台风机平行地联合在一84多台风机联合运行--并联并联的合成性能参数确定（图解法）:首先求出合成风压曲线,按风压相等风量相加的原则，确定合成风压曲线；然后确定等效工况点,合成风压曲线H与风筒风阻R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风量和合成风压。筹巨锗裤幽寸页柿吾赃笺摇祈谓夕迈壬憨展搓劣澜至蔡虹选鸥湍桌超炸疹通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--并联并联的合成性能参数确定（图解法）:筹85多台风机联合运行--串联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,向同一系统输送空气,其目的是提高风压,用于阻力大的通风系统。串联分为集中串联和分散串联。缘等兆老片归荚倍突保杆灸梭醋服伊茸跨皋裴搅燎包采捡枯滨忍溢艇嘛贾通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--串联串联就是将前一台风机的出风口与后一台86多台风机联合运行--并联集中串联的合成性能参数确定（图解法）:按风量相等,风压相加原则求出串联合成风压曲线；合成风压曲线H与风阻K曲线的交点即为等效工况点；等效工况点的风量、风压即为合成风量和合成风压。乎朵痘癌瘟蓑胞俱朽嚎却讳著犹蕴感彬但崖唬呀逾哥卖浚弘渠枝巧味吭督通风系统优化方法通风系统优化方法多台风机联合运行--并联集中串联的合成性能参数确定（图解法）87多台风