365wm完美体育官网app风机基本知识与选型

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　　1、风机基本知识与选型方法第一节风机的分类与构造一、风机分类1、按风机工作原理分类按风机作用原理的不同，有叶片式风机与容机式风机两种类型。叶片式是通过叶轮旋转 将能量传递给气体；容积式是通过工作室容积周期性改变将能量传递给气体。两种类型风 机又分别具有不同型式。离心式风机叶片式风q 轴流式风机混流式风机 往复式风机容积式风机回转式风机2、按风机工作压力(全压)大小分类(1)风扇 标准状态下，风机额定压力范围为p 98Pa(10 mmH20)o此风机无机壳, 又称自由风扇，常用于建筑物的通风换气。(2)通风机 设计条件下，风机额定压力范围为98Pa /714710Pa(1500 mmll.O) o

　　2、一般风机均指通风机而言，也是本章所论述的风机。通风机是应用最为广泛的风机。 空气污染治理、通风、空调等工程大多采用此类风机。(3)鼓风机 工作压力范围为14710Pa p196120Pa,或气体压缩比大于3. 5的风机，如常 用的空气压缩机。二、通风机分类通风机通常也按工作压力进行分类。厂 低压风机 p W980Pa(100 mmH2O)“ 离心式风机 中压风机980Pa p2942Pa(300 mmlLO)高压风机 2942Pa p14710Pa(1500 mmH2O)通风机j低压风机 p 490Pa(50 mmH20)l轴流式风机y_ 高压风机 490Pa /?4900Pa(500 mml

　　3、LO)三、离心式风机主要部件离心风机的主要部件与离心泵类似。下面仅结合风机本身的特点进行论述。.叶轮叶轮是离心泵风机传递能量的主要部件，它由前盘、后盘、叶片及轮毂等系且成。叶片有后弯 式、径向式和前弯式(见离心泵叶片形状，图2-16),后弯式叶片形状又分为机翼型、直 板型和弯板型。叶轮前盘的形式有平直前盘、锥形前盘和弧形前盘三种，如图41所示。S)3 A3 八 5.非标准状态与标准状态的性能参数变换风机性能参数风压是指在标准状态下的全压。标准状态是压力.20=1013 KPa，温度，=20,相对湿度0 = 50%的大气状态。一般风机的进气不是标准状态，而是任一非标准状态，两种状态下的空气物性参

　　4、数不同。空气密度的变化将使标准状态下的风机全压也随 之变化，在非标准状态下应用风机性能曲线时，必须进行参数变换。相似定律说明，当一台风机进气状态变化时，其相似条件满足4 = 1(即。2 =。27)、n=nm、p w 0此时相似三定律为2 = 1； 2 = J + = (4-17)2Pm Pm Wn Pm假设标准进气状态的风机全压为P2()，空气密度为夕20；非标准状态下的空气密度为夕, 风机全压为，那么全压关系有(N/m2)(N/m2)(4-18)_ P20 一 夕2()一 P一般风机的进气状态就是当地的大气状态，根据理想气体状态方程p = QRT有(4-19)(4-19)夕2() _ 20

　　5、TP Pa 丁20式中p，p, 7是风机在使用条件(即当地大气状态)下的当地大气压，空气密度和湿度。将式(4-19)代入式(4-18)可得P20 T20 =X=丁Pa品P20 T20 =X=丁Pa品101325二 px273 +，2x (N/m)293(4-20)利用此式，可将使用条件(p0,7j下的风机全压p,变换为标准进气状态(2o，%o)下的风机 全压P20。第三节风机比转数风机比转数在风机的选型中有重要作用，特别是对于种类繁多的离心风机无量纲性能曲10线的选型更为方便。风机比转数的概念同水泵比转数，比转数在应用中的意义也相同。 风机比转数的计算公式为(4-21)式中：n一转速（rpm）

　　6、； Q一流量（nf/s）； p20一标准状态下的风机全压（mmH?。）。目前，风机型号编制中的比转数，就是按式（4-21）和规定单位计算的结果。风机比转 数但凡对单个叶轮而言的，对于多级（级数为，）风机和双吸风机，其比转数分别为(4-22)(4-23)比转数也是风机的基本性能参数之一。前面对于性能参数的有关讨论也同样适用于比转 数。另外，比转数&的大小还与计算采用的单位有关，以下就这些问题分别进行讨论。（1）非标准状态工作的比转数比转数的风压2（）是标准状态进气时的全压。当为非标准状态进气时，应按式（4-18）计算风机在实际工作状态下的比转数，即0.872(4-24)式中的标准状态空气密度夕o

　　7、 =L2Kg/m3。（2）风机比转数与单位制比转数是一个有量纲的性能参数，所以按式（4-21）计算的风机比转数的值与各物理量 的单位有关，当转速的单位（rpm）和流量的单位（Q3/s）保持不变时，比转数&的值仅与 全压20的单位有关。我国风机型号编制中的巴值，就是20采用工程单位制的结果，其单 位是kgf/rrP或mmH2。当外。采用国际单位制时，名值也随之改变。风机全压20采用国际单位制时应为N/nf注意到1 kgf/m2=9.8 N/rn2=9.8mmH2o,那么比转 数变为11 = 5.542吗P20、3/4(4-25)0时，p = Q(U2c2 一 UtG”),即预旋将使全压减 小，导

　　8、致风机PQ曲线变陡。由装置工况分析可知，入口导流器调节的经济性要好于出口 节流调节。当离心风机的调节流量较小时，采用入口导流器调节的经济性与变速调节的经济性相当。 同时，入口导流器构造简单尺寸小，投资低；调节运行可靠、方便，维修简单。因此入口导 流器调节方法在离心风机中有广泛的应用。与入口节流调节的分析相同，水泵很少采用入口导叶调节这种方式。只有在泵装置具有 足够的有效汽蚀余量，以致采用入口导流器调节不会产生汽蚀时，离心水泵和轴流泵还是可 以考虑采用这种调节方式的，因其经济性仍然是高于节流调节的。3、风机(泵)的分流调节风机的分流调节就是把风机输出的局部流量通过分流管回流到吸入容器或引入管路，

　　9、并 且在分流管装有阀门以调节分流流量的大小来调节风机装置的流量，这就是分流调节，如图 4-14 (a)所示。风机装置分流调节的图解工况如图4-14 (b)所示。与水泵不对称并联图解工况相同， 采用折引方法求解分流调节工况是可行的。首先，将公共管段AB视为风机的组成局部，在 风机的P-Q曲线上每一点的压力P减去对应流量下的AB段损失压力S,可得到折 Pab引风机性能曲线p-。然后，作折引到管路性能曲线，即无公共管段AB,而由BC与 BD管段直接并联的管路曲线。风机输出段BC的Pq -。曲线是指分流管阀门全关时的管 路性能曲线；分流段BD的Pq -Q曲线是指分流管阀门全开的管路性能曲线、 路工作原理，对- Q曲线与。曲线进行等压力下的流量叠加I,得到折引管路性能 曲线P, - Q。曲线p -Q与曲线P, - Q的交点M即为装置分流调节的工况点。根据折引原理，风机的工况点为M。从M点作水平线分别交p, -。 曲线和Pq -。 曲线点，其对应的流量Qq就是风机输出的实际流量，就是调节的分流流 量。根据并联工作原理，风机流量。当分流管阀门全关时，其装置工况点为 N ,风机工况点为N。显然，从N点到M点的各工况点，代表了分流管阀门从全关到全 开时的全局部流调节工况。轴流式风机采用分流调节方式要优于节流调节，其经济性要好些。离心式风机采用分流 调节方式其经济性要低于节流调

　　11、节方式。风机分流调节原理也适用于并联管路送风装置的工况确定。由图414 (a)可见，分流 管BD实际就是与管段BC并联的另一条管路。分流调节也适用于泵装置的工况调节。因为泵不能采用入口节流调节或入口导叶调节， 所以采用节流调节比风机更为适宜。三、风机的非稳定工况运行风机正常工作时呈现的是稳定工况；当风机选型不当或风机使用欠妥时，某些风机就会15 产生非稳定工况，风机的非稳定运行将影响甚至破坏其正常工作。与轴流泵相同，轴流风机 也具有驼峰形性能曲线，其最大特点就是存在着运行的不稳定工作区，风机一旦进入该区工 作，就会产生不同形式的非稳定工况，并表现出明显的非正常工作的征兆。1、叶栅的旋转脱流轴流

　　12、风机叶轮均采用了翼型叶片，气体与翼型之间的相对运动就是翼型绕流。在翼型绕 流特性分析中，定义相对运动方向与翼弦线（即翼型前后缘曲率中心之连线）的夹角为冲角 （或攻角），如图4-15所示，冲角大小是影响机翼型绕流特性的最重要的因素。当冲角为零 时，叶片产生较大的升力和较小的摩擦阻力。当冲角增大时，叶片背水面尾部流动产生别离, 外力有所增加而阻力（主要是形体阻力）的增加更大，叶片升阻比减小。当冲角增大到某一 临界值后，流动别离点前移，别离区扩大，致使升力明显下降而阻力急剧增大。这种绕流现 象称为脱流（或失速）。对于依靠外力工作的轴流风机，脱流是产生非稳定工况的一个重要 原因。（a）零冲角无脱流（b

　　13、）小冲角尾部脱流（c）大冲角严重脱流图 4-15图 4-16轴流风机叶轮是由绕轮毂的假设干个翼型组成的叶栅，图4-16所示为展开后的平面叶栅, 叶片之间为气流通道，如图中标示的1、2、3o气流在通过旋转叶栅时也会产生脱流现 象，但这种脱流总是在某一个叶片首先发生，并在该叶片背水面流道，如图中的流道2的后 部因涡流发生流动阻塞。2流道因阻塞减小的流量将向相邻的1、3流道分流，并与原有的 流动汇合使1、3流道的流量增大。由于汇流改变了 1、3流道的流动状况，也改变了 1、3 流道的进口流动方向。流道2向流道1的分流方向与叶轮的旋转方向相同，将使叶片冲角减 小而抑止了脱流的发生；与此相反流道2向流道

　　14、3的分流方向与叶轮旋转方向相反，将使叶 片冲角增大而诱发了脱流的产生。这样，流道1就保持了正常的流动状况，而流道3因脱流 而是非正常的流动状况。与前面的分析完全相同，当流道3因脱流而发生流动阻塞时，也将 影响至U2、4流道的流动，抑止了 2流道的脱流却诱发了 4流道的脱流。因为叶轮是旋转的, 所以此过程是顺序反复进行的。因此在旋转叶轮中，叶片脱流将沿着叶轮旋转的反方向，周 期性而持续地依次传递；这种脱流现象称为旋转脱流。旋转脱流逆叶轮旋转方向的角速度小于叶轮旋转角速度（约为转速的30%-80%）,脱流 对叶片仍有很高的作用频率。同时.，脱流前后作用于叶片的压力大小也有一定的变化幅度。 因此，旋

　　15、转脱流除了影响风机正常工作，使其性能下降之外；还由于叶片受到一种高频率, 有一定变幅的交变力作用，而使叶片产生疲劳损坏；当这一交变力频率等于或接近叶片的固 有频率时，叶片将产生共振甚至使叶片断裂。为防止轴流风机产生旋转脱流，应在风机选型和运行中确保风机工况点不进入风机的不 稳定工作区。2.风机的喘振16风机驼峰形性能曲线所示。根据图解离 心泵装置工况的能量平衡关系可知，图中K点为临界 点，K点右侧为风机稳定工作区，左侧为不稳定工作区。 现对具有大容量管路系统的风机装置，并且风机在不稳 定运行的工作状况进行讨论。图 4-17驼峰形曲线和大容量管路是风机发生喘振的必要件。 仍见图4-1

　　16、7,装置原工况点A为稳定工况。现在需要流量减小至。尺，那么工况点沿上升曲线AK到达K点，该段变化保持稳定工况。至K点后沿下降曲线KD 变化，该段为不稳定工作区，使风机工作点即刻降至D点，。=0, p = Pd。与此同时，管路性能也沿曲线AK变化，压力上升至,由于管路容量大，其压力变化滞后于风机工作不稳定变化，所以管路压力保持Pk 不变。在风机无流量输出，并且管路压力.攵大于风机压力p。的条件下，风机出现正转倒 流现象，风机跳至C点工作。由于管路流量输出使其压力下降，倒流流量也随之减小，风 机QP性能变化沿CD线进行。在D点，管路压力与风机压力幺相等，倒流流量也等于 零，风机即无流量的输出也无流

　　17、量的输入，但风机仍然在持续运行，故风机工作点又由D 点跳到E点。但是，由于外界所需风量仍保持。长，所以上述过程将按EKCD E的顺序周期性地反复进行。以上讨论也是对喘振机理的分析。当具有大容量管路系统的风机处于不稳定工作区运行时，可能会出现流量压力的大幅度 波动，引起装置的剧烈振动，并伴随有强烈的噪音，这种现象称为喘振。喘振将使风机性能 恶化，装置不能保持正常的运行工况，当喘振频率与设备自振频率相重合时，产生的共振会 使装置破坏。为了防止喘振的发生，大容量管路系统的风机应尽量防止采用驼峰形性能曲线；在任何 条件下，装置输出的流量应充分地大于临界流量决不允许出现采用适当的 调节方法扩大风机的稳定

　　18、工作区；控制管路容积等措施都是有效的。3、风机并联工作的“抢风”现象当风机并联工作也存在不稳定区时，将会影响风机并联的正常工况，产生流量分配的偏 离，即“抢风”现象。17两台具有驼峰形曲线的风机并联工作。假定为同型号风机，性能曲线为（P-。）,用 并联性能曲线的方法作出并联性能曲线（P-由于存在不同段曲线并联的可能,因此在（-。）I+n中出现了一个8形状的不稳 定工作区。风机性能曲线所示。当并联运行工况点为A时，相应每台风机 均在Ai点工作，风机为稳定运行。假设并联风机 在不稳定的8区内运行，管路性能曲线与风机 并联性能曲线有两个交点，即B点

　　19、和C 点。当在B点运行时，相应每台风机均在西点 工作，风机仍为稳定运行。当因各种因素不能维持在B点运行时，工况点将下移到C点， 这时相应每台风机的工况点分别在G点和C2点。流量大的这台风机在稳定区的G点工作, 而流量小的风机的工作在不稳定区的C2点，由于一台风机在不稳定区工作，因此C点并 联工况仅为暂时的平衡状态，随时有被破坏的可能。这种不稳定的并联工况，不仅产生较大 的流量偏离，一台风机流量很小甚至出现倒流；同型号风机的不稳定并联工况，还客观导致 风机工作点的相互倒换，即两风机大小流量互变。以上过程的反复进行，使风机不能正常并 联运行，这是风机“抢风”现象机理的分析。“抢风”现象不仅影响了并

　　20、联装置的正常工作，而且还可能引起装置的振动，电机的空 载或过载等不良后果。因此，应尽量防止并联风机的不稳定运行。如低负荷工作时应采用单 台风机运行；也可采取适当的调节方法等措施来防止“抢风”现象的发生。水泵并联运行也存在着类似的“抢水”现象，除了上述的危害之外，还可能引起泵的汽 蚀，具有更大的危害性。18第五节 风机选型方法及步骤一、离心通风机型号表示方法离心通风机的全称包括名称、型号、机号、传动方式、旋转方向和出风口位置等六局部, 一般包括用途代号、压力系数表示、比转数表示、机号等基本内容。用途代号以用途名称汉 语拼音字母首字表示，如“G”和“Y”分别代表锅炉送风和锅炉引风机；如“T”代表通

　　21、用 离心通风机，一般可省略不写。压力系数表示是风机全压系数万乘以10并四舍五入取整得 到的数字。比转数表示是风机比转数阳四舍五入取整得到的数字。机号为叶轮外径的分米 （dm）数。如Y42-2x73No2配F型风机，丫表示是一台锅炉引风机；4-2x73为风机最高效率点（即风机设计工况点）的压力系数为04比转数为73,叶轮为双吸式；No28a表示叶轮外径。2 =28.5dm（2850mm）； F为双支承联轴器传动。又如4-68 Ng 12.5D型风机，无拼音头 表示是一台通风的通风机；4-68为风机最高效率点的压力系数为0.4o比转数为68； No 12.5表示叶轮外径。=12.5dm； D为悬臂

　　22、支承联轴器传动。国家推广的一般非专用高效节能风机，其主要产品如表4-1所示。二、风机选型方法在风机应用中，除了满足对其流量、风压的要求之外，还应考虑对风机高效运行的要求, 这是合理选择风机的一个重要因素。风机性能是风机合理选型的依据，风机性能的表示方法 不同，风机选型的方法也不同。（1）利用风机性能表选择风机这种方法与利用水泵性能表选择水泵相同，虽然简单方便，但是不能准确地确定风机装 置工况。此方法也只适用于单一工况风机的选择，难以对选择进行比拟分析，不能解决工况 调节问题。（2）利用风机性能曲线选择风机这一方法与利用水泵性能曲线选择水泵一样，是一种最基本也比拟简单的方法。此方法 便于工况调节

　　23、的分析和调节参数确实定。利用性能曲线）利用风机无量纲性能曲线选择风机风机无量纲性能曲线是表示各种型式，不同机号的系列风机的无量纲性能参数。为了缩 小选择的范围，先选定风机的转速（在可能条件下尽量选择较高的转速，但锅炉引风机， 排尘风机应考虑高转速的磨损问题）。由风机选择参数和式（）或式（）计算风机的比转数4。再由名值查找离心风机的无量纲曲线，找出与计算比转数最为接近并且本身 效率又较高的风机作为选定的风机型式。选定风机型式后，由相应的无量纲性能曲线上查出最高效率点（即风机设计工况点）的 流量系数0和压力系数万。然后根据这两个无量纲参数的定义式（4-10）和式（4-11）,可以

　　24、确定风机叶轮外径，也可根据式（4-14）和式（4-15）分别写出。2的计算式，即19（a）平直前盘（b）锥形前盘（c）弧形前盘图4-1前盘形式.集流器将气体引入叶轮的方式有两种，一种是从大气直接吸气，称为自由进气；另一种是用吸 风管或进气箱进气。不管哪一种进气方式，都需要在叶轮前装置进口集流器。集流器的作用 是保证气流能均匀地分布在叶轮入口断面，到达进口所要求的速度值，并在气流损失最小的 情况下进入叶轮。集流器形式有圆柱形，圆锥形，弧形，锥柱形和锥弧形等，如图4-2所示。 弧形，锥弧形性能好，被大型风机所采用以提高风机效率，高效风机基本上都采用锥弧形集 流器。（C）（a）圆柱形 （b）圆锥形

　　25、（c）弧形 （d）锥柱形 （e）锥弧形图4-2集流器形式.涡壳涡壳作用是汇集叶轮出口气流并引向风机出口，与此同时将气流的一局部动能转化为压 能。涡壳外形以对数螺旋线或阿基米德螺旋线最正确，具有最高效率。涡壳轴面为矩形，并且 宽度不变。涡壳出口处气流速度仍然很大，为了有效利用气流的能量，在涡壳出口装扩压器，由于 涡壳出口气流受惯性作用向叶轮旋转方向偏斜，因此扩压器一般作成沿偏斜方向扩大，其扩 散角通常为608、如图4-3所示。离心风机涡壳出口部位有舌状结构，一般称为涡舌（图4-3）o涡舌可以防止气体在机 壳内循环流动。一般有涡舌的风机效率，压力均高于无舌的风机。(4-30)(4-31)由以上两式

　　26、求出的叶轮外径应相等或近似相等（查7图的误差所致）。最后按照计算的叶轮外径。2,选择最接近的风机机号（即风机叶轮外径）。并根据所 选择的风机型号，进行风机工作参数（即风机选择参数）的校核。至上。而SS广Tt的总推力要求，同时考虑以下限制条件：n台风机并列时，其中心线倍风机直径m组(台)风机串列时，纵向间距应大于10倍隧道直径4、单台风机参数确实定射流风机的性能以其施加于气流的推力来衡量，风机产生的推力在理论上等于风机进出 口气流的动量差(动量等于气流质量流量与流速的乘积)，在风机测试条件先，进口气流的动量 为零，所以可以计算出在测试条件下，风机的理论推力：理论推力=pxQxV=

　　27、pQ2/A(N)P:空气密度(kg/m3)Q:风量(m3/s)A:风机出口面积(m2)试验台架量测推力T1 一般为理论推力的倍.取决于流场分布与风机内部及消 声器的结构.风机性能参数图表中所给出的风机推力数据均以试验台架量测推力为准,但量测 推力还不等于风机装在隧道内所能产生的可用推力T,这是因为风机吊装在隧道中时会受到 隧道中气流速度产生的卸荷作用的影响(柯达恩效应),可用推力减少,影响的程度可用系数K1 和K2来表示和计算：T=T1 xK1 xK2 或 T1=T/(K1 水2)其中T:安装在隧道中的射流风机可用推力(N)T1:试验台架量测推力(N)K1:隧道中平均气流速度以及风机出口风速对

　　28、风机推力的影响系数K2:风机轴流离隧道壁之间距离的影响系数5、特定场合风机选型25（1）仓库通风首先，看仓储货品是否是易燃易爆货品，如：油漆仓库等，必须选择防爆系列风机。其 次，看噪声要求高低，可以选择屋迎风机或环保式离心风机，（而且有款屋迎风机是风力启 动，更可以省电呢。最后，看仓库空气所需换气量的大小，可以选择最常规的轴流风机SF 型或排风扇FA型。（2）厨房排风首先，对于室内直排油烟的厨房（即排风口在室内墙上），可以根据油烟大小选择SF型 轴流风机或FA型排气风扇。其次，对于油烟大，且油烟需要经由长管道，并管道里有打弯处理的厨房，强烈建议使 用离心风机（4-72离心风机最为通用，11-6

　　29、2低噪声环保型离心风机也很实用），这是因为离 心风机的压力较轴流风机大，且油烟不经过电机，对电机的保养和换洗更容易。最后，建议油烟强烈的厨房选用以上两种方案并用，效果更佳。（3）高档场所通风对于酒店、茶坊、咖啡吧、棋牌室、卡拉0K厅等高档场所通风，就不适宜用常规风机 了。首先，对于小室的通风，使通风管道连接中央通风管的房间，可以在兼顾外观与噪声基 础上，选择FZY系列小型轴流风机，它体积小，塑料或铝制外观，低噪声与高风量并存。其次，对风量与噪声要求更严格的角度说，风机箱是最好选择。箱体内部有消音棉，外 接中央通风管道后可以到达减噪的显著效果。最后，补充一下，对于健身房的室内吹风，务必选那么大风

　　30、量的FS型工业电风扇，而非 SF型岗位式轴流风机。这是从外观及平安性方面考虑。6、污水处理中风机选型一、鼓风机是污水处理工程中常用的充氧设备，在污水厂风机选型时，风机厂家产品样本 上给出的均是标准进气状态下的性能参数，我国规定的风机标准进气状态：压力pO =101.3 kPa，温度TO = 20 ,相对湿度（p= 50 %，空气密度p=1.2 kg/ m3。然而风机在实际使用 中并非标准状态，当鼓风机的环境工况如温度、大气压力以及海拔高度等不同时，风机的性能 也将发生变化，设计选型时就不能直接使用产品样本上的性能参数，而需要根据实际使用状态 将风机的性能要求，换算成标准进气状态下的风机参数来选

　　31、型。二、风机选型中应关注鼓风机出口压力影响因素的分析容积式鼓风机排气压力的高低并 不取决于风机本身，而是气体由鼓风机排出后装置的情况,即所谓“背压”决定的，曝气鼓风机 具有强制输气的特点。鼓风机铭牌上标出的排气压力是风机的额定排气压力。实际上，鼓风 机可以在低于额定排气压力的任意压力下工作，而且只要强度和排气温度允许,也可以超过额 定排气压力工作。对于污水处理厂而言，排气系统所产生的绝对压力（背压）为管路系统的压 力损失值、曝气池水深和环境大气压力之和，如图1所示。假设由于某种原因，如曝气头或管路 堵塞，使管路系统的压力损失增加,“背压”也会升高,于是鼓风机的压力也就相应升高;又假设曝 气头破

　　32、裂或管路泄漏等原因，管路系统的压力损失那么会减少“，背压”便不断降低，鼓风机的压26 力也随之降低。综上所述，确定曝气鼓风机压力时,只需要鼓风机在标准状态下所能到达的绝 对压力等于使用状态下的大气压力、曝气池水深和管路损失之和。三、风机选型时应关注鼓风机空气流量因素在计算污水处理的需氧量时,其结果为标准 状态下所需氧的质量流量qm （kg/ min），再将其换算成标准状态下所需空气的容积流量 qv1（m3/min），如果鼓风机的使用状态不是标准状态，例如在高原地区使用,那么空气密度、含湿 量会发生变化，鼓风机所供应的空气容积流量与标准状态是相同的，而所供空气的质量流量将 减少，有可能导致供氧量

　　33、缺乏。因此，必须计算出能供应相同质量流量的容积流量，即换算流 量。在高原地区使用时,环境大气压力也会发生变化，压力比相应升高，那么，鼓风机的泄漏流 量那么会增大，这将导致鼓风机所供应的空气容积流量减少，也可能造成供氧量缺乏。因此，设计 时必须考虑使用条件发生变化时各种因素的影响，以保证风机所供应的实际空气流量能够满 足使用要求,并需计算出换算流量和泄漏流量。四、风机选型应关注鼓风机供气流量的变化规律对于同一台鼓风机，在冬季和夏季，其容 积流量是不会发生变化的,但因空气密度的不同质量流量会发生变化，也就是说供氧量会有所 不同。鼓风机在标准状态与使用状态下的容积流量是不变的，但因为空气密度（P）、

　　34、含湿量等 发生了变化,导致鼓风机输送至曝气池的供氧量（FOR）在冬季温度降低时增加、夏季温度升 高时降低。例如，某一污水处理厂，选用上述计算例题中的罗茨鼓风机,根据环境温度变化，计 算出鼓风机的实际供氧量，其一年的变化规律在实际运行过程中,由于进水量、水质、水温、 MLSS等参数的变化，系统需氧量（SOR）也会发生变化在夏季，水温较高,曝气池需氧量 （SOR）增大，但鼓风机的供氧量（FOR）在减少，这是设计时考虑需氧量的最不利工况点，此时, 供氧量、需氧量基本相当;在冬季，水温降低,曝气池需氧量（SOR）减少，但鼓风机的供氧量 （FOR）增大，此时，供氧量较需氧量大出许多。这是由于冬季气温降低

　　35、，空气密度增加,那么风 机所供给的干空气的质量流量较标准状态大幅度增加,从而引起供氧量增加，从运行的实际测 量情况来看，每年冬季曝气池的溶解氧较夏季会高出13mg/L。因此,在生产运行过程中， 需要针对这种变化对设备进行及时的调整，使鼓风机的充氧能力与实际运行中的需氧量相适 应。对于罗茨鼓风机来说，使用变频器，通过改变风机转速来调整供风量是很经济实用的。不 同季节曝气池需氧量（SOR）、鼓风机供氧量（FOR）变化规律五、结论综上所述，同一台鼓 风机在不同的使用条件下,其性能的变化非常大，所以必须通过严谨的计算进行选型，否那么有 可能导致生化系统的供氧缺乏；另外，在冬季和夏季由于空气密度发生了变

　　36、化，鼓风机所供应 氧气的质量流量变化很大，冬季供氧量大大超过了需氧量，所以，应采取变频调速等措施使生 化系统的溶解氧浓度保持稳定。7、风机变频器选型风机在启动时，电流会比额定高5-6倍的，不但会影响风机的使用寿命而且消耗较多的 电量.系统在设计时在电机选型上会留有一定的余量，电机的速度是固定不变，但在实际使 用过程中，有时要以较低或者较高的速度运行。SAJ变频器可实现电机软启动、补偿功率 因素、通过改变设备输入电压频率到达节能调速的目的，而且能给设备提供过流、过压、过 载等保护功能。27图4-3涡壳图4-4进气箱.进气箱气流进入集流器有三种方式。一种是自由进气；另一种是吸风管进气，该方式要求保

　　37、证 足够长的轴向吸风管长度；再一种是进气箱进气，当吸风管在进口前需设弯管变向时，要求 在集流器前装设进气箱进气，以取代弯管进气，可以改善进风的气流状况。进风箱见图4-4 所示。进气箱的形状和尺寸将影响风机的性能，为了使进气箱给风机提供良好的进气条件，对 其形状和尺寸有一定要求。（1）进气箱的过流断面应是逐渐收缩的，使气流被加速后进入集流器。进气箱底部应与 进风口齐平，防止出现台阶而产生涡流（见图4-4）。（2）进气箱进口断面面积吊力与叶轮进口断面面积4之比不能太小，太小会使风机压力 和效率显著下降，一般最好应为广L 252.0 （见图4-4）。（3）进风箱与风机出风口的相对位置以90。为最正确

　　38、，即进气箱与出风口呈正交，而当两 者平行呈180。时，气流状况最差。.入口导叶在离心式风机叶轮前的进口附近，设置一组可调节转角的导叶（静导叶），以进行风机 运行的流量调节。这种导叶称为入口导叶或入口导流器，或前导叶。常见的入口导叶有轴向 导流器和简易导流器两种，如图4-5所示。入口导叶调节方式在离心风机中有广泛的应用。图4-5离心式风机的入口导流器（a）轴向导流器结构示意图（b）简易导流器结构示意图1入口导叶2叶轮进口风筒3入口导叶转轴4导叶操作机构四、离心风机结构型式离心风机一般采用单级单吸或单级双吸叶轮，且机组呈卧式布置。图4-6所示为4-13. 2 （工程单位制为4-73） 11NH6D

　　39、型高效风机。该风机为后弯式机翼型叶片，其最高效率可 达93%,风量为1700068000n?/h,风压为6007000Pa,叶轮前盘采用弧形。风机进风口 前装有导流器，可进行入口导流器调节。根据风机使用条件的要求不同，离心风机的出风口方向，规定了 “左”或“右”的回转方向，每一回转方向分别有8种不同出风口位置，如图4-7所示。另可补充15 30 60 75 105 1200角度。图 4-64-13.2 (4-73) 11N&16D 型风机1机壳2进风调节门3叶轮4轴5进风口 6轴承箱7地脚螺栓8联轴器9、10地脚螺钉11垫圈12螺栓及螺母13铭牌14电动机图4-7出风口位置五、轴流式风机轴流式

　　40、风机与轴流式水泵结构基本相同。有主 轴、叶轮、集流器、导叶、机壳、动叶调节装置、 进气箱和扩压器等主要部件。轴流风机结构型式见 图4-8所示。图4-8轴流式（通）风机结构示意图（两级叶轮）1进气箱2叶轮3主轴承4动叶调节装置5扩压器6轴7电动机由于轴流式风机（包括轴流式泵）具有较大的轮骰，故可以在轮骰内装设动叶调节机构O 动叶调节机构有液压式调节和机械式调节两种类型。该机构可以调节叶轮叶片的安装角，进 行风机运行工况调节。目前，国内外大型轴流风机与轴流泵都已实现了动叶可调。导叶是轴流式风机的重要部件，它可调整气流通过叶轮前或叶轮后的流动方向，使气流气体流入图4-9轴流泵与风机的基本型式（a）单

　　41、个叶轮机（b）单个叶轮后设置导叶（c）单个叶轮前设置导叶（d）单个叶轮前、后均设置导叶以最小的损失获得最大的能量；对于叶轮后的导叶，还有将旋转运动的动能转换为压能的作 用。导叶设置如图4-9所示。叶轮后设置导叶称后导叶。后导叶设置在轴流风机和轴流泵中 普遍采用。叶轮前设置导叶称为前导叶。目前、 中、小型轴流风机常采用前导叶装置。在叶 轮前后均设置导叶是以上两种型式的综合，可转动的前导叶还可进行工况调节。这种型式虽 然工作效果好，但结构复杂，仅适用于轴流风机。第二节离心风机性能曲线离心风机性能曲线，即压力、效率、功率N与流量。的关系曲线，与离心泵性能 曲线的理论定性分析和实测性能曲线、类似的。但是，由于流体的物理性质的差 异，使得在实际应用中，离心风机的性能曲线与水泵有所不同。如离心风机的静压、静压效 率曲线，离心风机的无量纲性能曲线，都在风机中有重要的应用。一、风机的全压与静压性能曲线、风机的全压、静压和动压水泵扬程计算式是根据水泵进出口的能量关系，对单位重量液体所获得的能量建立的 关系式，即 TOC o 1-5 h z 22h 二f （m）Pg 2g22对于水泵，（Z2-Z） + “2 、 P2 P ,故在应用中，水泵的扬程即全压等于静压， 2gPg也就是水泵单位重量液体获得的总能量可用压能表示。建立风机进出口的能量关系式，同气体的位能用（Z2-ZJ可以忽略，得到单位

　　43、容积气 体所获能量的表达式，即P = P2-Px=（2力+匕2）一（ 必）（N/m，）（41）即风机全压P等于风机出口全压2与进口全压P1之差。风机进出口全压分别等于各自的静5压“、箱与动压2u；、。匕？之和。式（1）适用于风机进出口不直接通大气（即配置 2 2r有吸风管和压风管）的情况下，风机性能试验的全压计算公式。该系统称为风机的进出口联合实验装置，是风机性能试验所采用的三种不同实验装置之一。风机的全压p是由静压Ps,和动压Pd两局部组成。离心风机全压值上限仅为1500mm（14710Pa）,而出口流速可达30m/s左右；且流量。（即出口流速匕）越大，全压P就越 小。因此，风机出口动压不能

　　44、忽略，即全压不等于静压。例如，当送风管路动压全部损失（即 出口损失）的情况下，管路只能依靠静压工作。为此，离心风机引入了全压、静压和动压的 概念。风机的动压定义为风机出口动压，即 TOC o 1-5 h z 10Pd= Pd2 =-P （N/疔）（42）风机的静压定义为风压的全压减去出口动压，即1 9 1 9Pst= P- Pd2 = P-Pv2 = Pst2 -psh（N/m?）（43）风机的全压等于风机的静压与动压之和，即P = Pst+ Pd2（N/m2）（44）以上定义的风机全压p,静压p,和动压Pdj不但都有明确的物理意义；而且也是进行风机性能试验，表示风机性能参数的依据。2、风机的

　　45、性能曲线从上述各风压的概念出发，按照性能曲线的一般表示方法，风机应具有5条性能曲线）全压与流量关系曲线）静压与流量关系曲线）轴功率与流量关系曲线）全压效率与流量关系曲线） 静压效率与流量关系曲线条性能曲线中，pst - Q曲线与/,一。曲线 是有别于水泵的两条性能曲线。全压效率计算方法同水泵，即77 =N/N = PQ（45） 1OOON式中：p全压（N/nf）；。一流量（nf/s）； N一轴功率（KW）。(46)静压效率%,定义为风机的静压有效功率与风机的轴功率之比，即1OOON离心风机性能

　　46、曲线图4-10典型后向叶轮离心通风机的性能曲线型离心通风机的无量纲性能曲线二、风机无量纲性能曲线.风机的无量纲性能系数根据泵与风机的相似定律，与某一风机保持工况相似的任一风机（其性能参数均以下标表示），在效率相等（ = ?）的条件下，相似三定律可分别表示为(4-7)%”PPm25(4-8)Pm(4-9)Pm注意到，以叶轮外径表示的几何比尺4A-,叶轮出口牵连速度4 二或丝，引入叶轮 D2m60兀D 2圆盘面积&二。分别对上面3个定律的表达式进行无量纲化，并考虑到;I、u

　　47、儿的关系，得到风机的无量纲性能系数。（1）流量系数。由流量相似定律表达式（4-7）有Q _ QmD；凡 D2JnmTT 7T两端同除一 x后写为4 60两端同除71( 71一 X 4 (60后写为3码/码八丫Pm ；- X（4-10）流量系数大，那么（4-11）压力系数大，那么 TOC o 1-5 h z 22冠）27rD2mxx460460最后可得流量系数，这是一个与流量有关的无量纲数，即0=旦=_=常量K2 A2“2 7 A2机式（4-10）说明，工况相似的风机，其流量系数应该相等，且是一个常量。风机流量也大。（2）压力系数p由压力相似定律表达式（4-8）有P = Pm pD；/ pinD

　　48、2m2nm2两端同除后写为160；P = Pm（*丫 -（皿户,JI 60 ）夕60 ）最后可得压力系数，这是一个与压力有关的无量纲数，即7=3 = _ =常量 PU2 PmU2m式（4-11）说明，工况相似的风机，其压力系数应该相等，且是一个常量。 风机的压力也高。压力系数也是风机型号编制的依据之一。（3）功率系数N由功率相似定律表达式（4-9）有N _ NmP0/ PmD2mnm最后可得功率系数，这是一个与功率有关的无量纲数，即 NNN = T= 2=常量(4-PU2 A? PinU2m 4m式(4-12)说明，工况相似的风机，其功率系数应该相等，且是一个常量。功率系数大，那么 风机的功率

　　49、也大。(4)效率效率本身就是一个无量纲数，根据上述关系有-八旦心鸣户的4=旭(4-13)N N N3% A2即效率就是无量纲的效率系数。.风机的无量纲性能曲线、万、万也是相似特征数，因此但凡相似的风机，不管其尺寸的大小，转速的高低和流体密度的大小，在对应的工况点K,它们的无量纲参数都相等。对 于一系列的相似风机，每台风机都具有各自的性能曲线。当采用无量纲系数表示时，该系列 所有对应工况点将重合为一个无量纲工况点，该系列所有对应性能曲线将重合为一条无量纲 性能曲线。因此，对于系列相似风机的性能，可用一组无量纲性能曲线型风机的无量纲性能曲线、号中，几何相似，但大小与 转速都不相同的一系列风机(即不同的机号)的无量纲性能曲线。目前，国产离心风机的产品样本，都采用了无量纲性能曲线表示某一型号系列相似风机 (不同机号)的共性。无量纲性能曲线不仅是为了减少风机性能图的数量以简化表示，而且 还便于对不同特性的各种系列风机进行比拟和选型。无量纲性能参数与无量纲性能曲线，在理论上也适用与水泵,但是由于水泵的种类繁多, 水泵本身还存在汽蚀问题，因此水泵不采用无量纲性能曲线。三、风机性能参数计算1.风机性能参数与无量纲性能参数无量纲参数都是几个性能参数的无量纲组合，同一无量纲参数可以由这些性能参数的不 同组合而成。因此，相似系列风机的对应工况点虽然具有同一无量纲参数，但是，这些点的 性能参数并不相同。利用无量纲性能曲线选择风机和对风机性能参数的校核，都需根据无量 纲参数和风机转速，叶轮直径。2,计算风机的风量，全压和功率。仍然采用无量纲参数0、万、的表达式，并考虑叶轮圆盘面积&和叶轮出口牵连速度内的关系，可得风量、 全压和功率的计算式。Q u2A2Q Q (m3/s)(4-14).32 pn?D?一 一P =(N/m)(4-15)

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