風機基礎(chǔ)知識及選型方法

  • 分類:新聞中心
  • 作者:遠通風機
  • 來源:遠通風機
  • 發(fā)布時間:2024-08-16 09:58
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【概要描述】

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詳情

一、風機的定義

風機是依靠輸人的機械能,提高氣體壓力并排送氣體的機械,它是一種從動的流體機械。風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻;鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風;空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風;谷物的烘干和選送;風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。

二、通風機的分類

通風機的分類方法很多,大致可以按以下幾種方式來分類:

(1)按產(chǎn)生壓力的高低可分為:容積式:往復式和回轉(zhuǎn)式;透平式:離心式、軸流式、混流式

和橫流式;噴射式。通風機一般是指透平式,即離心、軸流、混流、橫流等形式。其主要的特點是:

離心式風機:較高的壓力,但風量較小。

軸流式風機:較高的風量,但壓力較低。

混流式風機:風量與壓力介于離心和軸流風機之間。

橫流式風機:有較高的動壓,能得到扁平的氣流。

(2)按使用材質(zhì)的不同可分為:鐵殼風機(普通風機)、玻璃鋼風機、塑料風機、鋁風機、不銹鋼風機等。

(3)按氣體流動的方向可分為:離心式、軸流式、斜流式(混流式)和橫流式等類型。

(4)按氣流進入葉輪后的流動方向可分為:軸流式風機、離心式風機和斜流(混流)式風機。

(5)按用途可分為:壓入式局部風機和隔爆電動機置于流道外或在流道內(nèi),隔爆電動機置于防爆密封腔的抽出式局部風機。

(6)按照加壓的形式也可以分:單級、雙級或者多級加壓風機。

三、通風機的主要參數(shù)

(1)流量:

①容積流量:單位時間流經(jīng)通風機的氣體體積,常用的單位是立方米每小時(m3/h)和立方英尺每分鐘(CFM),其中1CFM=1.698m/h);

②質(zhì)量流量:單位時間內(nèi)流經(jīng)通風機氣體的質(zhì)量,常用“千克每秒”(kg/s)表示。

(2)壓力:通風機進出口處氣體壓力之差,壓力常見的單位是帕(Pa)、毫米水柱(mmH2O)、英寸水柱(inH2O)等,其中1mmH2O=9.8Pa,1inH2O=248.92Pa。

(3)轉(zhuǎn)速:風機旋轉(zhuǎn)的速度,常用單位為“每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)”(rpm),常用n表示。

(4)軸功率:驅(qū)動風機轉(zhuǎn)動所需要的功率,常用“千瓦”(kw)“瓦”(w)表示。

(5)效率:原動機把能量傳遞給風機的過程中有各種損失,所傳遞的能量中只有一部分是有用的,常用效率來反映損失的大小,從不同的角度出發(fā)有不同的效率。效率常用“η”來表示。

四、結(jié)構(gòu)簡介

風機命名規(guī)則

 

風機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度。常以n來表示、其單位用r/min(r表示轉(zhuǎn)速,min表示分鐘)。

 

風機旋向介紹:風機可制成順轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)兩種型式:從電機一端正視,如葉輪按順時針方向旋轉(zhuǎn)稱順旋風機,以“順”表示;按逆時針方向旋轉(zhuǎn)稱逆風機,以“逆”表示。風機的出口位置以機殼的出口角度表示:“順”、“逆”均可制成0°、45°、90°、135°、180°、225°共六種角度,也可按用戶的要求制成其他。

 

風機出風口:規(guī)定了“左”或“右”的回轉(zhuǎn)方向,各有8種不同的基本出風口位置。風機的組成:主要由風葉、集流器、百葉窗、開窗機構(gòu)、電機、皮帶輪、進風罩、內(nèi)框架、蝸殼等部件組成。開機時電機驅(qū)動風葉旋轉(zhuǎn),并使開窗機構(gòu)打開百葉窗排風。停機時百葉窗自動關(guān)閉。

 

葉輪

 

葉輪的組成:葉輪是風機的主要部件,葉輪由葉片、連接和固定葉片的前盤和后盤、輪轂組成。離心風機的葉片型式根據(jù)其出口方向和葉輪旋轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系可分為后向式、徑向式、前向式三種。后向式葉片的彎曲方向與氣體的自然運動軌跡完全一致,因此氣體與葉片之間的撞擊少,能量損失和噪音都小,效率也就高。前向式葉片的彎曲方向與氣體的運動軌跡相反,氣體被強行改變方向因此它的噪音和能量損失都較大,效率較低。徑向式葉片的特點介于后向式和前向式之間。
 

集風器

 

集風器的組成:集流器裝置在葉輪前,它使氣流能均勻地充滿葉輪的入口截面,并且氣流通過它時的阻力損失是最小的。

圓筒形:葉輪進口處會形成渦流區(qū),直接從大氣進氣時效果更差。

圓錐形:好于圓筒形,但它太短,效果不佳。

形:好于前兩種。

錐弧形:最佳,高效風機基本上都采用此種集流器。

 

 

為了減弱渦流,控制倒流,在風機內(nèi)部進氣口部位加裝了一個擋風圈。

 

機殼

 

風機性能的好壞,效率的高低主要決定于葉輪,但蝸殼的形狀和大小,吸氣口的形狀等,也會對其有影響。蝸殼的作用是收集從葉輪中甩出的氣體,使它流向排氣口,并在這個流動的過程中使氣體,從葉輪處獲得的動壓能一部分轉(zhuǎn)化為靜壓能,形成一定的風壓。

蝸殼的外形:對數(shù)螺旋線。蝸殼出口擴壓器:因為氣流從蝸殼流出時向葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏斜,所以擴壓器一般做成向葉輪一邊擴大,其擴散角θ通常為6°~8°

 

蝸舌:離心風機的蝸殼出口處有舌狀結(jié)構(gòu),一般稱作蝸舌。蝸舌可以防止氣體在機殼內(nèi)循環(huán)流動。

蝸舌的組成:

1、尖舌:用于高效率的風機,風機噪音較大。

2、深舌:大多用于低轉(zhuǎn)速的風機。

3、短舌:大多用于高轉(zhuǎn)速的風機。

4、平舌:用于低效率的風機,風機噪音小。

蝸舌頂端與葉輪外徑的間隙s,對噪聲的影響較大。間隙s小,噪聲大;間隙s大,噪聲減小。

一般取s=(0.05~0.10)D2。

蝸舌頂端的圓弧r,對風機氣動力性能無明顯影響,但對噪聲影響較大。

圓弧半徑r小,噪聲會增大,一般取r=(0.03~0.06)D2。

 

軸承座

 

軸流風機原理及特點:氣體沿軸向經(jīng)過集流器,在葉輪處受到葉輪沖擊而獲得到一定的動壓和靜壓,然后流入后導葉,導葉將一部分偏轉(zhuǎn)的氣流動能變?yōu)殪o壓能,最后,氣體經(jīng)過擴壓器將一部分軸向氣體動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,然后從擴壓器流出,進入管道。相比于離心風機軸流風機體積小,壓力小,風量較大,易于安裝。

 

離心風機原理:工作介質(zhì)軸向流入葉輪,進入葉片流道,轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪迸c風機軸的徑向運動;在葉片的作用下,介質(zhì)獲得能量提升:靜壓提高、動能增加;待所升高的能量足以克服阻力,則可輸送介質(zhì)。

 

 

根據(jù)動能轉(zhuǎn)換為勢能的原理,利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體加速,然后減速、改變流向,使動能轉(zhuǎn)換成勢能(壓力)。離心風機中,氣體從(集流器)軸向進入葉輪,氣體流經(jīng)葉輪時改變成徑向,然后進入擴壓器(蝸殼)。在蝸殼中,氣體改變了流動方向造成減速,這種減速作用將動能轉(zhuǎn)換成壓力能。壓力增高主要發(fā)生在葉輪中,其次發(fā)生在擴壓過程。

離心風機的出風口方向示意圖:

 

離心風機三種主要的葉輪形式:離心風機的葉輪相比軸流風機的葉輪復雜的多,工藝上要求較高,根據(jù)葉輪出風口端的葉片角度可將風機葉輪分為前向型、徑向型、后向型。

 

 

通風機噪音特性預(yù)算方法:風機比A聲級LSA是指風機在單位流量單位壓力時輻射的A聲級;

與A聲級之間的換算公式如下:

LA=LSA+10lgQVPtf2-19.8 單位:dBA

Las是比A聲級(dBA),La是風機A聲級(dBA),Ptf是風機全壓(Pa),QV是風機體積流量(m3/min)。

一般對于同一結(jié)構(gòu)樣式或同一系列的風機,其比A聲級是一定的,可以通過上面的公式計算A聲級噪音,在多數(shù)時候可以預(yù)算出這種風機是否適合某項工程,但這只是預(yù)算,實際風機噪音還需以實際測量為準。

通風機噪音A聲級預(yù)算公式,由《通風機噪音限值》可知五種結(jié)構(gòu)的風機的比A聲級LSA,可將上述公式列成下表所示各式:

五、風機選型五要素

(1)風量、風壓等參數(shù)要求;風量的不同關(guān)系到所匹配馬達的功率不同,以及安裝完成后風量是否能夠滿足實際需求;風壓方面需要考慮管道的布置以及氣流自身的阻力損耗等。

(2)安裝位置、安裝形式、室內(nèi)還是室外;安裝位置的不同選取的安裝方式也有所不一樣。常用的為吊掛式,平面臥式,側(cè)墻臥式,立式等;室內(nèi)外安裝的不同需要注意風機的防雨,防曬以及防水的要求。

(3)輸送的氣體成份;指輸送氣體的酸堿度,含塵量,溫濕度等要求。根據(jù)需求選擇合適的材質(zhì)。比如酸堿采用不銹鋼材質(zhì),有機采用PP材質(zhì),一般排采用鍍鋅;有溫濕度要求的根據(jù)場景選擇合適的保溫材料貼敷;有含塵量的根據(jù)需要進行加固或者另外安裝集塵設(shè)備。

(4)使用工況;指在使用的環(huán)境溫濕度,含塵量以及海拔

(5)配件等其他要求。皮帶或者聯(lián)軸器等部件的限定性要求。

六、風機安裝運行注意事項

集風器、葉輪安裝間隙:嚴格按照總圖尺寸進行安裝,為了保證風機的性能,特別應(yīng)保證風機進風口與葉輪的含口間隙符合總圖。對于一些氣體溫度較高且機號較大的風機,為了保證風機在高溫度狀態(tài)下運行時,機殼熱膨脹后進風圈與葉輪不發(fā)生摩擦,進風圈與葉輪進口的含口間隙并非完全均勻,一般上大下小,左右均勻,調(diào)校進風圈與葉輪進口的含口間隙,保證該間隙值滿足總圖的要求。

 
風機振動值參數(shù):風機啟動后,達到正常轉(zhuǎn)數(shù)時,應(yīng)作如下檢查;風機軸承溫升不得大于40℃,表溫不大于70℃。軸承部位的振動速度有效值≤4.6mm/s。電機軸承溫度照《電機使用說明書》。風機軸承振動的最大允許值為:用軸承震動速度有效顯示時為:11mm/s。

用軸承振幅顯示時為以下值:

 

七、風機長期停車存放不用時的保養(yǎng)工作

(1)將軸承及其它主要的零部件的表面涂上防銹油以免銹蝕。

(2)風機轉(zhuǎn)子每隔半月左右,應(yīng)人工手動搬動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半圈(即180°),搬動前應(yīng)在軸端做好標記,使原來最上方的點,搬動轉(zhuǎn)子后位于最下方。

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