风机基础知识

风机基础知识风机定义风机是一种品种繁多、应用广泛的输送气体的通用机械。从能量观点来分析，它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。风机分类按原理分类：1、容积式：往复式、回转式

日常我们所说的罗茨风机就属于回转式的一种2、透平式：离心、轴流、混流、横流透平式的共同特点是通过旋转叶片把机械能转变成气体能量，因此又称为叶片式机械。（此为我们常见的一种形式，也是我们要重点讲解的）3、喷射式风机分类按绝对排气压力分类：1、通风机：＜11.27×104Pa2、鼓风机：（11.27-34.2)×104Pa3、压缩机：＞34.2×104Pa（仅供参考）风机分类按用途分类工业锅炉用风机地铁隧道用风机一般通风排风用风机消防风机工业风机矿井风机风机主要性能参数进口标准状态:进口压力：1个标准大气压，即101325Pa，或760mmHg温度：20℃相对湿度：50%一般我们常用的风机由于压力温度变化较小，所以可不考虑气体由于温度、压力变化所产生的密度变化，可以按照标准状态下空气密度：1.2kg/m3来做计算。风机性能参数流量Q定义：单位时间内通过风机流道某一截面的气体容积，故又称容积流量单位：m3/s，m3/min，m3/h，CFM一般风机流量的计算用风机出风口面积A与风机出风口处的风速来计算表示为风机性能参数压力1，静压Pst：在平直流道中运动的气体于某一截面垂直作用于壁面的压力。通常为测得值。在某些离心风机样本里也被称为真空度。动压Pd：该截面上气体流动速度所产生的平均压力Pd=ρv2/2全压Pt：同一截面上气体静压、动压之和称为气体全压，风机进出口气体全压之差称为风机全压，即Pt=Pst+Pt风机性能参数静压比

在管道设计的水力计算中，要考虑管道的阻力损失，管道中风速越大，阻力损失就越大，能量衰减的越快，所以对于风机来讲，静压比是个非常重要的量值，表示为η=Pst/Pt。风机性能参数功率1、有效功率Pe：风机所输送气体在单位时间内从风机获得的有效能量

Pe=Pt×Q/1000［kW］式中：Pt［Pa］，Q［m3/s］2、轴功率Psh：单位时间内原动机传递给风机轴上的能量，一般电机直连的风机轴功率即为电机功率，如果用皮带或者其他传动方式的，要考虑到功率传递系数的影响。风机性能参数风机效率风机全压效率ηt：风机全压有效功率与风机轴功率之比

ηt=Pet/Psh=Pt×Q/1000/Psh风机静压效率ηs：风机静压有效功率与风机轴功率之比

ηt=Pes/Psh=Pst×Q/1000/Psh风机性能参数风机转速n单位：r/min或rpm作用：风机所有性能参数均将随转速的变化而变化常用的电机转速计算公式为，n=120f/p，n为转速，f为电源频率，P为电机极数(常见2、4、6、8、10）电机直连风机的转速为电机转速，可通过改变电源频率改变风机转速。若是皮带传送可根据调节原、被动皮带轮直径比例改变风机转速。风机性能参数下图中就是主要的测试风压的参数风机性能参数

如上图所示，Pt1测试值为进风口全压，Pt2为出风口全压，则风机全压Pt=Pt2-Pt1。Ps1为进风口静压，Ps2为出风口静压，则风机静压为Ps=Ps2-Ps1。

风机动压一般为Pd=0.5ρv2，所以一般测量出风速v，则动压可得。

风量的得出也是通过计算得出Q=A*v，A为风机出风口面积。

风机的噪音也是测试得出，一般在距离出风口1米，下方45°角放置测试仪，然后得出频谱图，最后得出风机的实际噪音。当然风机噪音也可以通过风机流量、压力估算得出，这个会在后面详细讲到。风机相似理论相似条件1、几何相似模型与实物几何形状相同，对应的线形长度成比例，对应角度相等2、运动相似模型与实物各对应点速度方向相同、大小成比例，对应各气流角度相等，即对应点速度三角形相似3、动力相似模型与实物之间相对应的各种力方向相同、大小成比例一般对于一个特定类型的风机，都可以认定为相似风机，可以通过相似计算得出不同机号、不同转速下的风机参数。风机相似理论相似风机性能参数换算

假设某型风机参数分别为流量Q压力P功率N转速n效率η

需换算风机参数流量Qm压力Pm功率Nm转速nm效率ηm则二者之间的换算关系如下：轴流风机结构基本构成及其作用：1、集流器---改善进口流场2、导流器---改善进口流场3、整流罩---改善进口流场4、机壳---约束流场5、叶轮：叶片、轮毂及其紧固件---能量转换6、导叶---改善出口流场、回收扭速7、扩散筒---转换动压为静压轴流风机结构轴流风机基本安装方式1、立式安装2、卧式安装3、倾斜式安装轴流风机基本调节方式1、变转速2、动叶静态调节3、动叶动态调节轴流风机原理及特点气体沿轴向经过集流器，在叶轮处收到叶轮冲击而获得到一定的动压和静压，然后流入后导叶，导叶将一部分偏转的气流动能变为静压能，最后，气体经过扩压器将一部分轴向气体动能转变为静压能，然后从扩压器流出，进入管道。相比于离心风机轴流风机体积小，压力小，风量较大，易于安装。离心风机原理工作介质轴向流入叶轮，进入叶片流道，转变为垂直与风机轴的径向运动；在叶片的作用下，介质获得能量提升：静压提高、动能增加待所升高的能量足以克服阻力，则可输送介质离心风机结构离心风机的结构根据动能转换为势能的原理,利用高速旋转的叶轮将气体加速,然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。离心风机中，气体从（集流器）轴向进入叶轮，气体流经叶轮时改变成径向，然后进入扩压器（蜗壳）。在蜗壳中，气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压过程。离心风机的出口方向

从电机侧正视风机1、叶轮顺时针方向旋转：右出风口水平向左时为：右0o，角度沿顺时针方向变化2、叶轮逆时针方向旋转：左出风口水平向右时为：左0o，角度沿逆时针方向变化

离心风机的出风口方向示意图离心风机三种主要的叶轮形式

离心风机的叶轮相比轴流风机的叶轮复杂的多，工艺上要求较高，根据叶轮出风口端的叶片角度可将风机叶轮分为前向型、径向型、后向型。离心风机三种主要的叶轮形式离心风机叶片型式—前向叶片出口角度β2＞90°产生风压较高，但是效率较低前向型的叶片容易在叶轮间聚集杂质，易结垢一般用于风量一般，但是压力要求高的区域。应用广泛叶片一般较窄，叶片数量多常见的9-19系列、9-26系列离心风机即是这种叶轮离心风机叶片型式—径向叶片出口角度β2=90°结构简单生产成本较低参数介于前向型和后向型之间，但是效率较低，所以现在应用不是十分广泛，又由于其不易结垢的特点，只有在矿井等少数场合使用。离心风机叶片形式—后向叶片出口角度β2＜90°此种叶轮由于其空气动力学性能优秀，风量大，压力低，但是效率很高，国内一般的后向型叶轮的离心风机其效率能达