风机特性曲线

用以表示通风机的主要性能参数(如风量L、风压H、功率N及效率η)之间关系的曲线称为风机特性曲线或风机性能曲线。为了使用方便，将H—L曲线、N—L曲线、η—L曲线画在同一图上。下图为4—72No5离心式通风机在转速2900r／min时的特性曲线。4—72No5离心式通风机特性曲线在通风除尘系统工作的风机，即使在转速相同时，在不同阻力的系统中它所输送的风量也可能不相同。系统的阻力小时，要求风机的风压低，输送的风量就大；反之，系统阻力大，要求的风压高，输送的风量就小。因此，用一种工况下的风量和风压，来评定风机的性能是不够的。例如，风压为1000Pa时，4—72No5风机可输送风量18000m3／h；但当风压增到3000Pa时，输送的风量就只有1000m3/h。为了全面评定风机的性能，就必须了解在各种工况下风机的风压和风量，以及功率、效率与风量的关系。这就是为什么要通过风机性能试验做出风机特性曲线的原因所在。通风机制造工厂对生产的风机，根据实验预先做出其特性曲线，以供用户选择风机时参考。有些风机产品样本，不但列出特性曲线图，而是还提供性能表格。下表列出了4—72离心式通风机的部分性能数据。从特性曲线图可以看出，在一定转速下，风机的效率随着风量的改变而变化，但其中必有一个最高效率点刁一。相应于最高效率下的风量、风压和轴功率称为风机的最佳工况，在选择风机时，应使其实际运转效率不低于0．9ηmax。此范围称为风机的经济使用范围。下表中列出的8个性能点(工况点)，均在风机的经济使用范围内。4—72型离心式通风机性能表(摘录)正确选择风机，是保证通风系统正常、经济运行的一个重要条件。所谓正确选择风机，主要是指根据被输送气体的性质和用途选择不同用途的风机；选择的风机要满足系统所需要的风量，同时风机的风压要能克服系统的阻力，而且在效率最高或经济使用范围内工作。具体选择方法和步骤如下：1．根据被输送气体的性质，选用不同用途的风机。例如，输送清洁空气，或含尘气体流经风机时已经过净化，含尘浓度不超过150mg／m3时，可选择一般通风换气用的风机；输送腐蚀性气体，要选用防腐风机；输送易燃、易爆气体或含尘气体时，要选用防爆风机或排尘风机。但在选择具体的风机型号和规格时，还必须根据某种类型风机产品样本上的性能表或特性曲线图才能确定。2．考虑到管道系统可能漏风，有些阻力计算不大准确，为了使风机运行可靠，选用风机的风量和风压应大于通风除尘系统的计算风量和风压，即风量：L′＝KLL(1)风压：H′=KHH(2)式中L′、H′——选择风机用的风量、风压；L、H——通风除尘系统的计算风量、风压；KL——风量附加系数，除尘系统KL=1．1～1．15；KH——风压附加系数，除尘系统KH=1．15～1．2。3．根据选用风机的风量L′风压H′，在风机产品样本上选定风机的类型，确定风机的机号、转速和电动机功率。为了便于接管和安装，还要选择合适的风机出口位置和传动方式。所选择风机的工作点应在经济范围内，最好处于最高效率点的右侧。4．风机样本上给出的是风机在标准状态(大气压力为1．013×105Pa、温度为20℃、相对湿度为50％)下的性能参数，如实际运行状态不是标准状态，风机实际的性能就会变化(风量除外)。因此，选择风机时应把实际运行状态下的参数换算为标准状态下的参数，换算的关系如下：Pa(3)kW(4)式中Hb、Nb、ρb、pb、tb——风机在标准状态(或规定状态)下的风压、功率、空气密度、气体压力和温度，即风机样本上所列的数据；H′、N′、ρ、p、t——风机在使用工况下的风压、功率、空气密度、气体压力和温度。在风机样本上，有的锅炉引风机的性能参数是按气体温度为200℃或240℃得出的，在换算时应将式(3)、(4)中的tb用200℃或240℃代入。5．除非选择任何一台风机都不能满足要求，或在使用时要求风机的风压和风量有大幅度变动，否则应尽量避免把两台或数台风机并联或串联使用。因两台或数台风机联合工作时，每台风机所起的作用都要比其单独使用时差。6．近年来由于我国对风机的结构不断改进，使风机的效率不断提高，噪声不断降低，一些新型风机正在逐步取代一些老风机。为了节约能源和减小噪声危害，在满足所需风量和风压的前提下，应尽可能选用效率高、噪声低的新型风机。例如选用新型的9—19型和9—26型风机，而不要选用被淘汰的8—18型和9—27型风机。风机性能测定虽然通风除尘(排毒净化)系统所用的风机是根据系统所需的风量和系统阻力来选择的，但风机在实际运行中往往达不到风机铭牌上规定的性能参数。为了了解风机在系统中的实际运行情况，检验风机的性能是否符合设计要求，需要在现场进行风机性能测定，其中主要是测定风机的风压和风量。测定时，可在风机前后各选择一个测定断面A和B(见图)。测定断面应选择在直管段上，离风机进出口(2～3)d(d为风管直径)处，使测定断面上的气流较为稳定。在A、B两断面上用皮托管和压力计分别测出风机进口的平均全压HqA和平均动压HdA，风机出口的平均全压HqB和平均动压HdB然后按下式计算风机的风压和风量：风机风压和风量测定1—皮托管2—压力计3—橡皮管1．风机的风压风机所产生的风压(如用全压表示)为风机进出口的平均全压差，即Hf=HqB—HqAPa2．风机的风量LA=3600FAvAm3/hLB=3600FBvBm3/h式中LA、LB——通过断面A、B的风量，m3／h；FA、FB——断面A．B的面积，m2；vA、vB——在断面A、B上的平均风速(由平均动压计算)，m／s。风机的风量为m3／h风机性能参数表示离心式风机性能的主要参数有：1．风量L通风机在单位时间内所输送的气体体积称为风量，又称流量。其单位是m3/h或m3／s。通风机的风量一般用实验方法测得。在同一转数下，可以通过改变风机进(出)口阀门开度来调节。2．风压H通风机出口空气全压与进口空气全压之差(或绝对值之和)称为风机的风压，也就是空气进入风机后所升高的压力。其单位用Pa或kPa表示。通风机的风压通常用实验方法测定。在同一转数下，当用风机进(出)口阀门调节风量时，风压就随之发生变化。3．功率N用通风机输送空气时，空气从通风机获得能量，而通风机本身则需要消耗外部能量才能运转。通风机在单位时间内传递给空气的能量称为通风机的有效功率，可按下式确定：W(1)式中H——通风机产生的风压，Pa；L——通风机产生的风量，m3/h。实际上，由于风机运转时轴承内部有摩擦损失，加上空气在风机中有涡流、撞击和流动损失，因此消耗在通风机轴上的功率(轴功率)N要大于有效功率Ne。轴功率N与有效功率Ne之间的关系如下：W(2)式中η——通风机效率，％。4．效率η通风机的效率是有效功率与轴功率之比，即：(3)通风机的效率反映了通风机工作的经济性。当用实验方法测得通风机的风压、风量和轴功率后，按式(3)即可算出风机的效率。后向式叶片风机的效率一般在80％～90％之间，前向式叶片风机(老产品)的效率在60％～65％之间。目前北京风机厂等厂家生产的9—19型和9—26型高压(前向式叶片)离心风机，其效率已达到61％～81．5％。5．转速n转速是指风机叶轮每分钟旋转的次数，单位为r／min,其值可用转速表直接测得。小型风机往往与电动机直接连接，转速一般比较高；大型风机的转速较低，通常用带传动方式与电动机连接。风机与电动机的转速之比，同风机与电动机的皮带轮直径之比成反比，即(4)式中nf、nd——分别为风机和电动机的转速，r／min；Df、Dd——分别为风机和电动机皮带轮直径，mm。6．噪声噪声的单位是dB，可以用声级计测量。《工业企业噪声卫生标准》规定：工业企业的生产车间和作业场所的工作地点噪声标准为85dB(A)。风机的噪声包括机械噪声和空气动力噪声两种，噪声的大小与风机的转速和叶轮的直径有关。转速或叶轮直径增大，噪声也随之增大。另外风机的叶片形式，风机各部件的加工精度、装配质量，以及风机与电机的连接方式对风机的噪声也有很大影响。