离心通风机的构造和工作原理

第二章通风机第一节离心式通风机的构造和工作原理（3）后向叶片的叶轮叶片出口安装角β290°，如图9.20(c)、(f)所示。其中(c)为薄板后向叶轮，(f)为机翼形后向叶轮。这类叶型的叶轮能量损失少，整机效率高，运转时噪声小，但产生的风压较低，一般大型离心风机多采用此类叶型的叶轮。图9.21叶片的基本形状(a)平板叶片；(b)圆弧窄叶片；(c)圆弧叶片；(d)机翼型叶片2.2离心风机的基本构造及工作原理如图2.21所示,离心风机叶片的形状有：平板形、圆弧形和中空机翼形等几种。平板形叶片制造简单。中空机翼形叶片具有优良的空气动力特性，叶片强度高，风机的气动效率一般较高。如果将中空机翼形叶片的内部加上补强筋，可以提高叶片的强度和刚度，但工艺较复杂。中空机翼形叶片磨漏后，杂质易进入叶片内部，使叶轮失去平衡而产生振动。目前，前向叶片一般多采用圆弧形叶片。在后向叶片中，对于大型离心风机多采用机翼形叶片，而对于中、小型离心风机，则以采用圆弧形和平板形叶片为宜。我国生产的4-72型离心风机均采用中空机翼形叶片。2.2离心风机的基本构造及工作原理2.2.1.2机壳风机的机壳与泵壳相似，呈蜗壳形。如图9.22所示。它的作用是汇集叶轮中甩出来的气体，并将部分动压转换为静压，最后将气体导向出口。机壳可以用钢板、塑料板、玻璃钢等材料制成，其断面有方形和圆形两种，一般中、低压风机多呈方形，高压风机则呈圆形。目前研制生产的新型风机的机壳能在一定的范围内转动，以适应用户对出风口方向的不同需要。图9.22机壳2.2离心风机的基本构造及工作原理2.2.1.3吸入口风机的吸入口又称集流器，是连接风机与风管的部件。吸入口的作用是保证气流能均匀地充满叶轮进口截面，降低流动损失。如图9.23所示，目前常用的吸入口形式有圆筒形、圆锥形、圆弧形、锥筒形、弧筒形、锥弧形等多种。吸入口形状应尽可能符合叶轮进口附近气流的流动状况，以避免漏流及引起的损失。从流动方面比较，则圆锥形比圆筒形好，圆弧形比圆锥形好，锥弧形比圆弧形好。但是锥弧形吸入口加工复杂，一般用于高效通风机上。2.2离心风机的基本构造及工作原理2.2.1.4进气箱进气箱一般只使用在大型的或双吸的离心风机上。其主要作用可使轴承装于风机的机壳外边，便于安装与检修，对改善锅炉引风机的轴承工作条件更为有利。对进风口直接装有弯管的风机，在进风口前装上进气箱，能减少因气流不均匀进入叶轮产生的流动损失。断面逐渐收敛的进气箱的效果较好。图9.23吸入口形式示意图(a)圆筒形；(b)圆锥形；(c)圆弧形；(d)锥筒形；(e)弧筒形；(f)锥弧形2.2离心风机的基本构造及工作原理2.2.1.5前导器一般在大型离心式风机或要求性能调节的风机的进风口或进风口的流道内装置前导器。改变前导器叶片的角度，能扩大风机性能、使用范围和提高调节的经济性。前导器有轴向式和径向式两种。2.2.1.6扩散器扩散器装于风机机壳出口处，其作用是降低出口流体速度，使部分动压转变为静压。根据出口管路的需要，扩散器有圆形截面和方形截面两种。2.1离心风机的基本构造及工作原理离心式风机的工作原理与上述离心泵的工作原理基本相同，当叶轮随轴旋转时，叶片间的气体随叶轮旋转而获得离心力，气体被甩出叶轮。被甩出的气体进入机壳，机壳内的气体压强增高被导向出口排出。气体被甩出后，叶轮中心处压强降低，外界气体从风机的吸入口，即叶轮前盘中央的孔口吸入，叶轮不停的旋转，气体就不断的被吸入和被甩出，就能源源不断地输送气体。2.2.2离心风机的工作原理2.2离心风机的基本构造及工作原理9.2.3.1离心风机的旋转方式离心式风机可以做成右旋转或左旋转两种形式。从原动机一端正视叶轮，叶轮旋转为顺时针方向的称为右旋转，用“右”表示；叶轮旋转为逆时针方向的称为左旋转，用“左”表示。但必须注意叶轮只能顺着蜗壳螺旋线的展开方向旋转。2.2.1离心风机的主要零件2.1离心风机的基本构造及工作原理2.2.3.2离心风机的出风口其出风口的位置一般表示为如图9.24所示，其基本出风口位置为8个，特殊情况可增加风口位置，见表9.1。在购买风机时一般应注明出风口位置。图9.24离心式风机出风口位置2.1离心风机的基本构造及工作原理2.2.3.3离心风机的支承与传动方式风机的支承包括机轴、轴承和机座。我国离心式风机的支承与传动方式已经定型，共分A、B、C、D、E、F六种型式，如图9.25所示。A型风机的叶轮直接安装在风机轴上；B、C与E型均为皮带传动，这种传动方式便于改变风机的转速，有利于调节；D、F型为联轴器传动；E型和F型的轴承分设于叶轮两侧，运转比较平稳，多用于大型风机。基本位置0°45°90°135°180°225°270°315°补充位置15°30°60°75°105°120°150°165°195°210°240°255°285°300°330°345°表9.1离心式风机出风口位置2.1离心风机的基本构造及工作原理合理地选择风机，对通风除尘与气力输送的效果有着很大的影响。通风系统常见的风机有离心式通风机和轴流式通风两种，在除尘和气力输送系统中大都有采用离心式通风机，随着制粉技术的发展，配粉动力来源-罗茨鼓风机技术的广泛应用，作为正压输送的也受到重视。本章重点介绍离心式通风机，同时介绍罗茨鼓风机。离心式通风机的构造和工作原理离心式通风机的构造如图所示。第一节离心式通风机的构造和工作原理第一节离心式通风机的构造和工作原理。主要部件：机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口；轴承、底座等部件。当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高，空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了负压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道中不断流动。。通风机的各部件中，叶轮是最关键性的部件，特别是叶轮上叶片的形式很多，但基本上可分为闪向式、径向式和后向式三种。第一节离心式通风机的构造和工作原理。叶片出口角β：叶片的出口方向（出口端的切向方向）和叶轮的圆周方向（在叶片出口端的圆周切线方向）之间的夹角。三种叶片形式各有特点后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离心力作用下的运动方向，空气与叶片之间的撞击很小。因此能量损失和噪音较小，效率较高。但后向式叶片只能使空气以较低的流速从叶轮甩出，空气所获得的动压较低。前向式叶片形状与空气在离心力作用下的运动方向完全相反，空气与叶片之间撞击剧烈。因此能量损失和噪音都较大，故效率就低，但前向式叶片能使空气以较高的流速从叶轮中甩出，从而使空气在风机出口处获得较大的静压。径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。第一节离心式通风机的构造和工作原理。机壳一般呈螺旋形，它的作用是吸集从叶轮中甩出的空气，并通过气流断面的渐扩作用，将空气的动压力转化为静压。离心式通风机所产生的压力一般小于1500毫米水柱。压力小于100毫米水柱的称为低压风机，一般用于空气调节系统。压力小于300毫米水柱的称为中压风机，一般用于通风除尘系统。压力大于300毫米水柱的称为高压风机，一般用于气力输送系统。第一节离心式通风机的构造和工作原理第二章通风机第二节离心式通风机的性能参数第二节离心式通风机的性能参数一、风量通风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量Q，又称送风量或流量，其单位为米3/秒或米3/时，工程上常用单位是米3/时。风机所产生的风量与风机叶轮直径、转速、叶片形式等有关，其三者之间的相互关系要用下式表示：2224vDQQnDQQ32148米3/秒或：米3/时式中：Q——通风机的风量；D2——通风机叶轮的外径，米；V2——叶轮外周的圆周速度，米/秒Q——流量系数，与风机型号有关。风机的风量一般用实验方法测得。风量的大小与通风机的尺寸和转速成正比。在管道系统中，风量可以通过闸门或改变通风机的转速来调节。二、风压通风机的出口气流全压与进口气流全压之差称为风机的风压H，其单位为毫米水柱。风机所产生的风压与风机的叶轮直径、转速、空气密度及叶片形式有关，其关系可用下式表示：H=ρHv22或：H=0.000334HD22n2式中：H——通风机全压，毫米水柱；ρ——空气的密度，千克·秒2/米4；当大气压强在760毫米汞柱，气温为20℃，ρ=1.2千克/米2；v2——叶轮外周的圆周速度，米/秒；H——全压系数，根据实验确定，一般如下：后向式：H=0.4—0.6；径向式：H=0.6—0.8；前向式：H=0.8—1.1；D2——风机叶轮的外径，米；n——风机的转速，转/分。第二节离心式通风机的性能参数二、风压风机的风压与转速的平方成正比，适当提高转速就能增大风压。在管道系统中，风压也可用调节闸门来改变。第二节离心式通风机的性能参数三、功率单位时间内所消耗的能量称为功率N，功率的单位用千瓦来表示。通风机的有效功率（Ny千瓦）即：102QHNy式中：Q——通风机输送的风量，米3/秒；H——通风机产生的风压，毫米水柱；102——千瓦与千克·米/秒之间的换算关系系数，1千瓦=102千克米/秒。第二节离心式通风机的性能参数轴功率N与有交效功率NY之间的关系如下：102QHNNy式中：η——通风机效率，%。N——轴功率，千瓦当通风机的转速一定时，它的轴功率随着风量的改变而改变，一般离心式通风机的轴功率随着风量的增加而增加。三、功率第二节离心式通风机的性能参数四、效率通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率η，即：%100NNy通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。后向叶片风机的效率一般在0.8~~0.9之间，前向叶片风机的效率在0.6~~0.65之间。同一台风机在一定的转速下，当风量和风压改变时，其效率也随之改变，但其中必有一个最高效率点，最高效率时的风量和风压称为最佳工况。通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最佳式况时的风量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90%。第二节离心式通风机的性能参数五、通风机的性能曲线通风机的性能曲线一般有H—Q曲线，N—Q曲线，η—Q曲线三种，这三种曲线常画在同一图上，统称为风机的特性曲线。根据特性曲线，已知Q米3/时，H毫米水柱，N千瓦，η（%）中的任何一值即可求得其它各值。第二节离心式通风机的性能参数有的风机样本中风机中不列出特性曲线，而只列出选择风机的数字表格，性能表中每一种转速按流量、风压等分为八个性能点。表中所列出各性能点的最高效率，均在风机最高效率的0.8-0.9范围内。转速序号全压风量电动机400012345678320310305290285250215190425048205275587063006800730077607.5五、通风机的性能曲线第二节离心式通风机的性能参数六、转速通风机的转速n可用转速表直接测量，其数值用每分钟多少转（转/分）来表示。小型风机的转速一般较高，往往与电动机直接相连。大型风机的转速较低，一般用皮带传动与电动机相连，改变皮带轮的直径即可调节风机的转速，其关系如下：1221ddnn式中：n1，n2——风机；电动机的转速d1，d2——风机和电动机的皮带轮的直径。如要改变风机的转速，只要改变通风机或电动机中任意一个皮带轮的直径即可。当改变风机转速时，风机的特性参数；特性曲线也随之改变，亦即，风机在每一转速下都有其相应的特性曲线。第二节离心式通风机的性能参数当转速改变时，风机的特性参数Q，H，N的变化可按下式计算：32)(;)(;nnNNnnHHnnQQ`nn`nn`nn以上可见，如果通风机的转速由n改变为nˊ时，风机的风量变化与的一次方成正比，功率变化与所以在增加风机转速时，必须重新计算所需功率，注意原来配备的电机是否会过载。的三次方成正比。必须指出:通风机的几个性能参数不是固定不变的，它们之间都有一定的内在联系。当通风机在管网中工作时，这些参数又受到网路特性的影响，所以要选择好，使