船舶輔機哈工程出版社風機

1、單擊此處編輯母版標題樣式單擊此處編輯母版文本樣式第二級第三級第四級第五級*第 二 篇氣體輸送機械離心風機軸流風機壓縮機通風機：全壓p 1500mmH2O。鼓風機： 1500mmH2O 全壓p 3bar。 風機通風機在船舶上應用于各類艙室：機艙、貨艙、燃料艙和生活艙室。 制冷空調(diào)：風冷冷凝器風機、空調(diào)的送風風機、冷藏間的冷風機、冷卻塔用風機。 鍋爐：送風機和引風機。 第一節(jié) 分類和性能參數(shù)一、分類 1 按全壓分 低壓：全壓p 100mmH2O風扇全壓p 10mmH2O 中壓：100 全壓p 300mmH2O第五章 通風機2 按工作原理分 1離心式：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體產(chǎn)生的離心力提高氣體的能

2、量。氣體軸向流入，徑向流出。 2軸流式：利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪在葉片正反面產(chǎn)生的壓力差提高氣體的能量。氣體軸向流入，軸向流出。 3其他類型：橫流式慣流式、混流式。3 按風機進、出口位置與效勞艙室分 1送風式：效勞艙室與風機出口或送風管道連接，將外界空氣送入艙室。艙室內(nèi)為正壓壓入式。 2抽風式：效勞艙室與風機進口或進風管道連接，將艙室內(nèi)的空氣送出艙外。艙室內(nèi)為負壓抽出式。 4 驅(qū)動方式分1電機驅(qū)動2水力驅(qū)動：利用水泵產(chǎn)生的高壓水驅(qū)動葉片帶動風機?？梢暂斔鸵兹家妆瑲怏w，也可以在高溫250C下工作。應用于油船、液化氣船、化學品船、海上平臺和軍用艦艇的輸送氣體和清艙。在陸用上應用于油庫、飛機庫和彈藥庫等具

3、有易燃易爆的場所。1全壓壓頭：氣體通過風機以后提高的能量。p = pd + pst = H = g H = p出- p進 = pd + pst 出- pd + pst 進二、性能參數(shù)2.1 1 風機的出口全壓與風機的進口全壓有關。標準風壓的進氣狀態(tài)為標準狀態(tài)，即20、1atm的空氣。2功率有效功率:Ne、 指示功率Ni 和 軸功率Nb 與泵相同。 3 流量或風量體積流量與進氣狀態(tài)無關4 效率容積效率v、水力效率h 、機械效率m 總效率2.1 2 靜壓總效率2.1 3 第二節(jié) 離心風機一、根本理論 對于離心通風機，其全壓小于1500mmH2O。可以忽略氣體 的壓縮性，即可將風機中氣體的流動作為不

4、可壓縮流體。這樣，有關離心泵的根本理論也完全適用用于離心風機。如：速度三角形、Euler方程、對Euler方程分析、葉片形式分析2y對HT、 Hst、 Hd的影響、有限葉片對壓頭的影響、損失、效率、相似理論等。 二、主要結構1 葉輪(1) 直線形徑向葉輪：1y= 2y =90，1 90。結構最簡單，適用于正反兩方向旋轉(zhuǎn)，氣流進入葉輪時有較大的沖擊損失，效率低，噪聲大，應用于低壓風機。2曲線形徑向葉輪： 1= 90， 2y =90，進氣沖擊損失小，水力效率高，噪聲小，應用于中低壓風機。3直線形后彎葉輪： 1= 90， 2y 90，制造簡單，價格廉價，當轉(zhuǎn)速和壓力為定值時，外徑較大。4曲線形后彎葉

5、輪： 1= 90， 2y 90，當轉(zhuǎn)速和壓力為定值時，外徑較小，但噪聲大，效率低，應用于流量大而壓力低的場合。6曲線前彎多葉葉輪： 1= 90， 2y 90，葉輪直徑小，葉片短而多多達80片。當轉(zhuǎn)速和壓力為定值時，外徑小，造價低，占地小，重量輕。但損失大，效率低，噪聲大，應用于流量大，壓力低的場合。 根據(jù)葉片截面形狀分： 機翼形：后彎，高壓，高效，大功率，高速送風機。 直線形：徑向或后彎中型引風機或送風機。 曲線形：前彎或后彎中小型引風機或送風機。 前盤： 平直前盤：流動損失大，效率低，制造工藝簡單。 弧形前盤：效率高，制造工藝復雜。 錐形前盤：性能和制造工藝居中。大型風機前盤聯(lián)結采用焊接、鉚

6、接。焊接比鉚接重量輕，流道光滑。小型風機葉片與前盤制成一體塑料、鋁合金。 2進氣室 功用：保證氣體均勻平穩(wěn)地進入風機，減少流動損失和噪聲。進氣室主要應用在大型風機、雙吸葉輪風機或氣流進入風機前需接彎管的場合。 進氣室進口截面積與葉輪進口截面積之比為1.75 2.0。 進氣室進口中心與風機出口中心為90最正確， 180為最差。3 進氣口 功用：保證氣流能均勻地充滿葉輪進口截面，降低流動損失。其優(yōu)劣程度主要看他使葉輪進口截面氣流充滿的程度。 進氣口形狀應盡可能符合葉輪進口附近氣流的流動狀況，防止渦流及其引起的損失。 4導流器 功用：擴大風機使用范圍，提高風機調(diào)節(jié)性能。 導流器分為徑向和軸向兩種，改

7、變導流葉片的開度，控制進氣流的大小和方向。 導流葉片的形狀有平板、弧形和機翼形，數(shù)目為812個。 5蝸殼 功用：將離開葉輪的氣流集中、導流，并將氣流的局部動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?蝸殼橫截面為阿基米德螺旋曲線或?qū)?shù)曲線。 “蝸舌的位置與形狀對風機的性能影響很大。 一、相似條件 幾何相似：風機過流局部主要線性尺寸成比例。 運動相似：各相應點的速度成比例。 動力相似：流體質(zhì)點所受的各力比值相等。 與離心泵相似理論相同。二、性能相似換算 第三節(jié) 相似理論在風機中的應用2.1 42.1 52.1 6 結構常數(shù)：三、比轉(zhuǎn)數(shù)1 比轉(zhuǎn)數(shù)推導 將式2.1 4兩邊開方得 將式2.1 5兩邊開3次方得 可得 在風機中，

8、氣體作為不可壓縮流體處理，因此2 比轉(zhuǎn)數(shù)計算風機的全壓與氣體在風機進口處的狀態(tài)P、和種類有關，因此，計算比轉(zhuǎn)數(shù)時應定義氣體進氣的狀態(tài)，并且與單位制有關。1風機進口處為常溫常壓的空氣、國際單位制2.1 7p20為在進口處為20，760mmHg的空氣時風機的全壓。 式中Qm3/s、nrpm、 p20Pa 2風機進口處為非常溫常壓的空氣、國際單位制 因 所以 帶入式2.1 6得 2.1 8 為風機進口處空氣的密度，單位為kg/m3。3風機進口處為常溫常壓的空氣、工程單位制因1N=1/9.8kgf，帶入式2.1 6得2.1 9 3比轉(zhuǎn)數(shù)的應用 1用比轉(zhuǎn)數(shù)對風機分類 ny：2.712 國際單位制 或 1

9、566工程單位制 前彎離心風機 ny：16.617.6 國際單位制 或 2090工程單位制 后彎離心風機 ny：18 36國際單位制 或 100200工程單位制 軸流風機 ny 1 ; 3) 增加cr,也可提高理論壓力。根據(jù)Euler方程2.1 11 軸流式風機的全壓一般不高。在2000Pa左右。 以上對軸流式風機的全壓是理論分析的結果，在實際流動中，應考濾流動阻力 實際氣體作用力為 v0 無限遠處來流速度。 cy、cx 升力系數(shù)和阻力系數(shù)。 A機翼面積。 氣體的密度。三 軸流式風機的類型 1 僅有葉輪，沒有導葉 流體出口速度c2可以分解為圓周速度c2u和軸向速度c2r，圓周速度c2u產(chǎn)生能量

10、損失(旋轉(zhuǎn))。故效率低，應用于低壓軸流式風機。 2 一個出口導葉 出口導葉將圓周速度c2u局部轉(zhuǎn)換為軸向速度，因此，效率有所提高，應用于高壓軸流式風機。3 一個進口導葉 進口導葉產(chǎn)生反預旋，即c1u 0，因此可以提高全壓，調(diào)節(jié)流量。4 進、出口各有一個導葉 設計工況時，流體軸向進入葉輪，進口導葉無反預旋，當需要調(diào)節(jié)流量時，可調(diào)節(jié)進口導葉，保證在流量變化時，效率變化不大。但其結構復雜，因此制造、操作和維護困難。應用不多。 第五節(jié) 通風機性能曲線 一、定速性能曲線 1 前彎離心風機 Q：效率較低。 HQ：S形或馬鞍形 NQ：原動機易過載，啟動時出口閥門應關閉。 2 后彎離心風機 Q：效率較高。 H

11、Q：單調(diào)下降 NQ：原動機無過載，啟動時出口閥門應關閉。 3 軸流式風機 Q：較尖陡，調(diào)節(jié)范圍小，采用改變進口葉片角度。 NQ：較陡傾的s形曲線，啟動時，出風管不能堵塞出口處不裝排出閥，原動機無過載危險。 HQ：較陡傾的s形曲線，峰值點左側為不穩(wěn)定工作區(qū)域。 二、無因次性能曲線 1無因次參數(shù) 1流量系數(shù)Q 根據(jù)式2.1 4可知 定義：流量系數(shù)Q2壓力系數(shù)p 根據(jù)式2.1 3可知壓力系數(shù) p = 3功率系數(shù)N 根據(jù)式2.1 5可知 功率系數(shù)N 從以上無因次參數(shù)的推導可以看出，無因次參數(shù)也是相似數(shù)，因此，對于相似的風機，當其運行在相似工況時，不管其尺寸的大小，轉(zhuǎn)速的上下和輸送介質(zhì)的不同，都具有相同

12、的無因次參數(shù)。2無因次性能曲線 由無因次參數(shù)繪制出的性能曲線即為無因次性能曲線。 用無因次性能曲線來比較和選擇風機非常方便 第六節(jié) 典型風機1、 CXZ小型軸流風機 船用小型低噪聲節(jié)能風機。特點：低噪聲、高效率、尺寸小和中；重量輕。 葉輪直徑200400mm，功率40310w，重量435kg。共有20種規(guī)格。2 CNZ和CBN可逆式軸流風機 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)性能一致既能抽風又能送風。 CNZ為普通型，CBN為防爆型。3 CQ型船用風機 船用前彎離心風機。Q：4001000m3/h，p：30200mmH2O， Nb：120850w，n：9602900rpm。4 IC型船用風機 船用徑向離心風機。Q：1

13、0015000m3/h， Nb：7528.2kw， p：120750mmH2O。共17鐘規(guī)格。 第七節(jié) 泵與風機的選擇 目的：滿足系統(tǒng)要求；能平安、經(jīng)濟的運行。 確定：類型、形式、臺數(shù)、規(guī)格、轉(zhuǎn)速和原動機功率。一、選擇原那么 1 工作點和工作范圍應滿足泵與風機的額定工況點和適宜工作范圍； 2 結構簡單、體積小、重量輕和效率高； 3 平安可靠； 4特別的要求。二、需確定的參數(shù) 1 Q、P的范圍及Qmax和Pmax； 2 輸送介質(zhì)的溫度、密度； 3 安裝條件PA、HB； 4 主要參數(shù)應有一定余量： 計算流量 Q =1.11.15) Qmax 計算壓頭 H =1.101.15) Hmax 計算壓力

14、P =1.101.15) Pmax 5實際工況與額定工況的換算。三、水泵的選擇 1確定水泵的類型1根據(jù)輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型，如：海水泵、清水泵、油泵和耐腐蝕泵等；2利用泵的使用范圍圖和特點；3計算比轉(zhuǎn)數(shù)來確定 2確定泵的形式 3選擇水泵型號1利用“水泵性能表來選擇 算出計算流量和計算壓頭； 根據(jù)使用要求確定泵的型號； 分析泵在系統(tǒng)中的運行情況。根據(jù)樣本性能曲線2利用“水泵綜合性能圖來選擇 算出計算流量和計算壓頭； 根據(jù)使用要求確定泵的型號； 分析泵在系統(tǒng)中的運行情況。根據(jù)樣本性能曲線 四、風機的選擇 1確定風機的類型 1利用風機的使用范圍圖和特點 2計算比轉(zhuǎn)數(shù)來確定 2確定風機的形式 3選擇風機型號 1利用“風機性能表來選擇 2利用“風機性能選擇曲線來選擇 3利用“風機無因次性能曲線來選擇五、典型風機 1型號表示 第一組第二組第三組根本型號補充型號根據(jù)部頒標準，風機型號應由以下方式組成： 1用途：根本型號前：T為一般換氣通風、Y為鍋爐引風機、C為排塵風機、G為鍋