AC05 風道與風機

1、AIR PRODUCT TRAINING1風道與風機風道與風機AIR PRODUCT TRAINING2目錄目錄l風道風道l風機風機l風道與風機聯(lián)合工作性能風道與風機聯(lián)合工作性能l風機類型風機類型l風機運行規(guī)律風機運行規(guī)律AIR PRODUCT TRAINING3風道介紹風道介紹l空氣的靜壓驅(qū)動著其在管道中的流動空氣的靜壓驅(qū)動著其在管道中的流動l沿著風道空氣流動存在壓力損失沿著風道空氣流動存在壓力損失l沿著風道空氣流動存在風壓轉(zhuǎn)換（靜壓、動壓）沿著風道空氣流動存在風壓轉(zhuǎn)換（靜壓、動壓）AIR PRODUCT TRAINING4風道介紹風道介紹l圓型或方型風道圓型或方型風道l風道的風量取決于以下

2、幾個主要因素風道的風量取決于以下幾個主要因素:g風道的橫截面積風道的橫截面積g風速風速g風機靜壓風機靜壓(靜壓在特殊情況可轉(zhuǎn)化為動壓靜壓在特殊情況可轉(zhuǎn)化為動壓)AIR PRODUCT TRAINING5風道介紹風道介紹l風量風量V or Q m3/sl風壓風壓H or PPal風道截面積風道截面積 Am2l風速風速vm/sl 空氣比重空氣比重 g g Kg/ m3AIR PRODUCT TRAINING6風道中空氣的流動風道中空氣的流動l根據(jù)柏努力原理勢根據(jù)柏努力原理勢能能(靜壓能靜壓能)與動能與動能(動壓能動壓能)之和在一定之和在一定的條件下為常量的條件下為常量l靜壓和動壓之間可靜壓和動壓之

3、間可以相互轉(zhuǎn)換以相互轉(zhuǎn)換,但它們但它們的和即全壓為常量的和即全壓為常量AIR PRODUCT TRAINING7風道中空氣的流動風道中空氣的流動靜壓靜壓l靜壓靜壓 Hst 就是空氣作用在風道內(nèi)部上就是空氣作用在風道內(nèi)部上單位面積的力單位面積的力. 靜壓與氣流在風道內(nèi)部靜壓與氣流在風道內(nèi)部不同點的勢能有關(guān)不同點的勢能有關(guān).l其大小可通過其大小可通過U型管進行測量，在風型管進行測量，在風道側(cè)面上的開口連接道側(cè)面上的開口連接U型管，型管，U型管的型管的另一端與大氣相通另一端與大氣相通AIR PRODUCT TRAINING8風道中空氣的流動風道中空氣的流動動壓動壓l動壓動壓 Hd ( Ht-Hst)

4、就是空氣流動過程因動就是空氣流動過程因動能而產(chǎn)生的單位面積上作用力能而產(chǎn)生的單位面積上作用力l其大小可通過其大小可通過U型管進行測量，型管進行測量，U型管的一型管的一端連接在風道側(cè)面上的開口端連接在風道側(cè)面上的開口,另一端位于風另一端位于風道內(nèi)迎氣流方向道內(nèi)迎氣流方向. l單位通常為單位通常為 PaAIR PRODUCT TRAINING9風道中空氣的流動風道中空氣的流動全壓全壓 l全壓全壓 Ht 是氣流在風道內(nèi)不同點所具有的是氣流在風道內(nèi)不同點所具有的動能和勢能之和動能和勢能之和 Ht = Hst+Hdl其大小可通過其大小可通過U型管進行測量，型管進行測量，U型管的型管的一端位于風道內(nèi)迎氣流

5、方向一端位于風道內(nèi)迎氣流方向, U型管的另型管的另一端與空氣相通一端與空氣相通.l單位為單位為 Pa 或或 mm H2OAIR PRODUCT TRAINING10截面積恒定風道內(nèi)部風壓的變化截面積恒定風道內(nèi)部風壓的變化(附圖附圖)l風壓變化圖風壓變化圖(截面積恒定風道截面積恒定風道,恒定風量恒定風量,送入大氣環(huán)境中送入大氣環(huán)境中).l風道內(nèi)部任一點風道內(nèi)部任一點(除氣流出口除氣流出口)沿著氣流方向靜壓和全壓因為存沿著氣流方向靜壓和全壓因為存在沿程阻力均勻降低在沿程阻力均勻降低. 空氣出口的動壓決定了空氣的射程空氣出口的動壓決定了空氣的射程. AIR PRODUCT TRAINING11風道中

6、壓降風道中壓降l風道中存在以下幾種流動阻力風道中存在以下幾種流動阻力 :g氣體內(nèi)部摩擦阻力氣體內(nèi)部摩擦阻力 (空氣粘性空氣粘性, 空氣溫度越低阻力越大空氣溫度越低阻力越大) g風道表面摩擦阻力風道表面摩擦阻力 由風道本身材料等性質(zhì)決定由風道本身材料等性質(zhì)決定 (材料材料光滑度不同光滑度不同)g彎頭等局部阻力件彎頭等局部阻力件 (氣流方向改變氣流方向改變, 動能與勢能的相互動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化)AIR PRODUCT TRAINING12風道中壓降風道中壓降l風道中延程壓降可以根據(jù)下面的公式進行計算風道中延程壓降可以根據(jù)下面的公式進行計算DP=K*1/2 g gV2系數(shù)系數(shù):K=L/D*0.

7、02 l壓降與風速和截面特性有關(guān)壓降與風速和截面特性有關(guān)l壓降與風速的平方成正比壓降與風速的平方成正比AIR PRODUCT TRAINING13風道中壓降示例風道中壓降示例5 風速m/s 102 風量m3/s 20.71 風道直徑m 0.50.37 壓降Pa 2.1AIR PRODUCT TRAINING14風機風機l風機是通過其旋轉(zhuǎn)葉片來傳遞能量給氣體提供氣體流動所需靜壓風機是通過其旋轉(zhuǎn)葉片來傳遞能量給氣體提供氣體流動所需靜壓和風速的動力設備和風速的動力設備l風機與風道系統(tǒng)聯(lián)合工作風機與風道系統(tǒng)聯(lián)合工作,系統(tǒng)的阻力特性決定了選擇何種類型的系統(tǒng)的阻力特性決定了選擇何種類型的風機風機l風機通常

8、由馬達直聯(lián)驅(qū)動風機通常由馬達直聯(lián)驅(qū)動 或通過皮帶輪驅(qū)動或通過皮帶輪驅(qū)動AIR PRODUCT TRAINING15風機工作特性曲線風機工作特性曲線AIR PRODUCT TRAINING16風機風機輸送氣體密度變化: L2=L1 P2=P1(2/1) N2=N1(2/1) 2= 1風機轉(zhuǎn)速變化: L2=L1(n2/n1) P2=P1(n2/n1) N2=N1(n2/n1) 2= 1風機葉輪直徑變化:L2=L1(D2/D1) P2=P1(D2/D1) N2=N1(D2/D1)5 2= 1AIR PRODUCT TRAINING17風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線l

9、離心風機提供了空氣在風道內(nèi)流動離心風機提供了空氣在風道內(nèi)流動需要克服的阻力的能量需要克服的阻力的能量l離心風機應根據(jù)風道的特性進行選離心風機應根據(jù)風道的特性進行選型型l離心風機有其自身的特性曲線離心風機有其自身的特性曲線,適適應不同的運行工況應不同的運行工況l選型應考慮噪音因素選型應考慮噪音因素l風機選型應考慮緊湊和經(jīng)濟風機選型應考慮緊湊和經(jīng)濟 AIR PRODUCT TRAINING18風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線l離心風機與風道聯(lián)合運行風量主要取決于以下幾個決離心風機與風道聯(lián)合運行風量主要取決于以下幾個決定因素：定因素：g離心風機的工作特性（全壓或靜壓隨

10、風量變化的對應關(guān)系）離心風機的工作特性（全壓或靜壓隨風量變化的對應關(guān)系）g風管的阻力特性（風管阻力損失與風量變化的對應關(guān)系）風管的阻力特性（風管阻力損失與風量變化的對應關(guān)系）AIR PRODUCT TRAINING19風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線如附圖所示，在管路阻力設計比較大的情況下，工作點為A，全壓相對較高、靜壓也較高；在管路阻力設計比較小的情況，工作點為B，全壓相對較低，靜壓也較低；A點風量明顯低于B點風量。附圖：風管聯(lián)合工作特性曲線AIR PRODUCT TRAINING20 風量和壓降風量和壓降 l風道壓降大約與風量的風道壓降大約與風量的1.8次方

11、次方成正比成正比 AIR PRODUCT TRAINING21風量和壓降風量和壓降l例例 1. 一風道系統(tǒng)在風量為一風道系統(tǒng)在風量為5000 m3/h 時的壓降為時的壓降為20 Pa 風量為風量為6000 m3/h,壓降應為多少壓降應為多少? AIR PRODUCT TRAINING22風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線風道與離心風機的聯(lián)合工作性能曲線(應用范圍應用范圍)Q3AIR PRODUCT TRAINING23靜壓與動壓的相互轉(zhuǎn)化靜壓與動壓的相互轉(zhuǎn)化AIR PRODUCT TRAINING24風機類型風機類型l離心式風機：主要由葉輪、機殼、進風口、出風口及電機組成。離心式風機：主要由葉輪

12、、機殼、進風口、出風口及電機組成。當葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片間的氣體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力。在離當葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片間的氣體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力。在離心力的作用下，氣體經(jīng)過葉片不斷的流入與流出，葉片將外力傳心力的作用下，氣體經(jīng)過葉片不斷的流入與流出，葉片將外力傳遞給氣體而做功，氣體獲得動能和勢能。遞給氣體而做功，氣體獲得動能和勢能。l軸流式風機：空氣延軸向流過風機，裝有葉片的葉輪安裝在圓形軸流式風機：空氣延軸向流過風機，裝有葉片的葉輪安裝在圓形風筒內(nèi)，另有一個鐘罩形入口，用來避免進風的突然收縮。當葉風筒內(nèi)，另有一個鐘罩形入口，用來避免進風的突然收縮。當葉輪旋轉(zhuǎn)時，空氣由鐘罩形入口（集流器）進入葉輪

13、，在葉片的作輪旋轉(zhuǎn)時，空氣由鐘罩形入口（集流器）進入葉輪，在葉片的作用下，空氣壓力增加，并延軸向流動，至排出口排出。用下，空氣壓力增加，并延軸向流動，至排出口排出。AIR PRODUCT TRAINING25風機類型風機類型l前彎式葉片離心式風輪前彎式葉片離心式風輪, 單吸單吸,外轉(zhuǎn)子電外轉(zhuǎn)子電機直聯(lián)機直聯(lián)l前彎式葉片離心式風輪前彎式葉片離心式風輪,雙吸雙吸,外轉(zhuǎn)子電外轉(zhuǎn)子電機直聯(lián)機直聯(lián)AIR PRODUCT TRAINING26風機類型風機類型l外轉(zhuǎn)子電機與前彎式葉片離外轉(zhuǎn)子電機與前彎式葉片離心式風輪直聯(lián)心式風輪直聯(lián)AIR PRODUCT TRAINING27風機類型風機類型l前彎式葉片離心

14、式風輪前彎式葉片離心式風輪, 雙雙吸吸, 直聯(lián)風機直聯(lián)風機AIR PRODUCT TRAINING28風機類型風機類型AIR PRODUCT TRAINING29風機類型風機類型AIR PRODUCT TRAINING30風機類型風機類型l25彎曲葉片軸流風扇彎曲葉片軸流風扇 外轉(zhuǎn)子外轉(zhuǎn)子風機風機 (通常應用于風冷冷凝器通常應用于風冷冷凝器)AIR PRODUCT TRAINING31風機類型風機類型l后彎式葉片離心式風機后彎式葉片離心式風機AIR PRODUCT TRAINING32風機類型風機類型l后彎式葉片離心式風機后彎式葉片離心式風機AIR PRODUCT TRAINING33風機類型

15、：軸流風機風機類型：軸流風機最佳效率區(qū).AIR PRODUCT TRAINING34離心風機離心風機, 前彎式葉片前彎式葉片l輸入功率隨著風量的增大而增大輸入功率隨著風量的增大而增大 l如果風道阻力相對于設計余壓過小如果風道阻力相對于設計余壓過小，可能會導致電機過載，可能會導致電機過載l理想運行高效區(qū)較寬理想運行高效區(qū)較寬l運行在風壓曲線的谷區(qū)能導致運行運行在風壓曲線的谷區(qū)能導致運行的不穩(wěn)定以及異常噪音的不穩(wěn)定以及異常噪音AIR PRODUCT TRAINING35離心風機離心風機, 后彎式葉片后彎式葉片l風壓曲線基本是平坦的風壓曲線基本是平坦的l輸入軸功率在靠近最高效率區(qū)域存在輸入軸功率在靠

16、近最高效率區(qū)域存在一個尖峰一個尖峰: 選擇電機功率時如能滿足選擇電機功率時如能滿足此功率的要求此功率的要求,在任何工況均不會過載在任何工況均不會過載l輸入功率在相同工況較其它幾鐘類型輸入功率在相同工況較其它幾鐘類型風機要小風機要小.AIR PRODUCT TRAINING36離心風機離心風機: 前彎葉片與后彎葉片性能比較前彎葉片與后彎葉片性能比較(1)AIR PRODUCT TRAINING371100 RPM454 PaAirflow1450 RPM467 Pa462 Pa1220 RPMAIR PRODUCT TRAINING38離心式風機離心式風機: 前彎與后彎葉片比較前彎與后彎葉片比較

17、 (2)l高效高效l對于特定的風機以及指定的工作對于特定的風機以及指定的工作特性特性,轉(zhuǎn)速相對較高轉(zhuǎn)速相對較高l尺寸較大尺寸較大l不會過載不會過載l易于自調(diào)整適應不同的風道阻力易于自調(diào)整適應不同的風道阻力工況工況 l中中/高效高效l對于特定的風機以及指定的工作對于特定的風機以及指定的工作特性特性,轉(zhuǎn)速相對較低轉(zhuǎn)速相對較低l空間受限時適合使用空間受限時適合使用l隨著風量的增大風機輸入功率需隨著風量的增大風機輸入功率需提高提高 l需要對風道系統(tǒng)的阻力進行精確需要對風道系統(tǒng)的阻力進行精確計算計算AIR PRODUCT TRAINING39風機特性風機特性反映風機運行特性的幾個主要變量反映風機運行特性

18、的幾個主要變量 主要的變量有主要的變量有: 風量風量Vm3/h 風壓風壓 H Pa 輸入功率輸入功率 Pv kW 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 nrpm 葉輪直徑葉輪直徑 Dmm 空氣比重空氣比重g g kg/m3 AIR PRODUCT TRAINING40風機特性風機特性改變轉(zhuǎn)速改變轉(zhuǎn)速:V2=V1*(n2/n1)Ht2=Ht1*(n2/n1) 2Pv2=Pv1*(n2/n1)3AIR PRODUCT TRAINING41風機特性風機特性改變改變 空氣密度空氣密度:V2=V1Ht2=Ht1 *(g g 2/ 2/ g g 1) 1)Pv2=Pv1*(g g 2/ 2/ g g 1 1)AIR PRODUCT TRAINING42風機特性風機特性改變改變 葉輪直徑葉輪直徑:V2=V1*(D2/D1)3Ht2=Ht1 *(D2/D1) ) 2Pv2=Pv1*(D2/D1) 5AIR PRODUCT TRAINING43風機特性風機特性lV = 6000 (1050/850) = 7411 m3/h因因V1/V2 = n1/n2l Hst = 280 (1050/850)2 = 42