風(fēng)機基本知識

1、風(fēng)機的定義風(fēng)機是一種裝有一個或多個葉片的通過軸旋轉(zhuǎn)推動氣流的機械。 葉片將施加于軸上旋轉(zhuǎn)的機械能，轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿託怏w流動的壓力，從而 實現(xiàn)氣體的流動。美國機械工程師協(xié)會的實驗標(biāo)準(zhǔn)將風(fēng)機限定于“氣流從進風(fēng)口到 出風(fēng)口的過程中，氣體密度的增加不超過7%,這大約是在標(biāo)準(zhǔn)的狀況 下增壓7620Pa，其增壓大于7%時則劃為空氣壓縮機。”用于供熱、通風(fēng)、空調(diào)的風(fēng)機，即使是在高速、高壓系統(tǒng)，通常的壓 力也不會超過2500-3000Pa.風(fēng)機主要由三部分組成：葉輪（也稱渦輪、風(fēng)輪、轉(zhuǎn)子、驅(qū)動 部分（電機、傳動件）、殼體（也稱蝸殼、風(fēng)桶）。要想準(zhǔn)確的預(yù)測風(fēng)機運行情況，設(shè)計者應(yīng)知道風(fēng)機如何進行測試和評估？風(fēng)管系統(tǒng)對風(fēng)

2、機的影響。工作的環(huán)境情況。不同種類的風(fēng)機、甚至不同廠家生產(chǎn)的風(fēng)類型機，其性能、體積及對 系統(tǒng)的影響均不相同。風(fēng)機術(shù)語流量風(fēng)機的流量是指在單位時間內(nèi)流過風(fēng)機的氣體容積。單位有m3/h、m3/min、m3/s。在國內(nèi)通風(fēng)機習(xí)慣上用m3/h,而鼓風(fēng)機習(xí)慣上用 m3/min，但在通風(fēng)機的設(shè)計和性能計算中大多用m3/s。必須注意的是，通風(fēng)機的容積流量是特指通風(fēng)機“進口處”的容積流 量，因為通風(fēng)機在各通流截面上的壓力不同，流過各通流截面的容積 流量也會隨之不同。全壓通風(fēng)機的全壓定義為通風(fēng)機出口截面上的總壓與進口截面上的總壓 之差。氣流在某一點或某一截面上的全壓等于該點或該截面上的動壓與靜 壓之和。動壓通風(fēng)

3、機的動壓定義為：通風(fēng)機出口截面上氣體的動能所表征的壓力。或：動壓是將氣體從零速度加速至某一速度所需的壓力。動壓與氣流的動能成正比.動壓只作用于氣流方向，并且永遠是正值.Pd = 0.5Xp V%*p2%*p%*b式中Pd =動壓Pa?=氣體密度 kg/m%*p3%*p%*bV二速度m/s.靜壓通風(fēng)機的靜壓定義為通風(fēng)機的全壓減去通風(fēng)機的動壓。實際上靜壓是 氣流中某一點的或充滿氣體的空間某點的絕對壓力與大氣壓力之壓 力差，該點的壓力高于大氣壓力時為正值，低于時則為負值。靜壓能作用于氣體的各個方向，與速度無關(guān)，是氣體中的潛能的量度。Ps = P%*p%*pt%*b-Pd式中Ps =靜壓PaPt =全

4、壓PaPd =動壓Pa轉(zhuǎn)速通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速是指風(fēng)機葉輪單位時間內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度，一般稱為角速 度，習(xí)慣上用n表示，以每分鐘的旋轉(zhuǎn)數(shù)為單位(r/min)。軸功率通風(fēng)機的軸功率是指風(fēng)機實際需要的功率。它包括風(fēng)機的內(nèi)功率和軸 承及傳動裝置的機械損失。軸功率也被稱為通風(fēng)機的輸入功率，實際上是電機的輸出功率。通風(fēng)機的效率通風(fēng)機的全壓內(nèi)效率n%*p%*pin%*b通風(fēng)機的全壓內(nèi)效率n %*p%*pin%*b等于通風(fēng)機全壓有效功率與內(nèi)部 功率的比值。通風(fēng)機的靜壓內(nèi)效率n%*p%*ps.in%*b通風(fēng)機的靜壓內(nèi)效率n %*p%*ps.in%*b等 于通風(fēng)機靜壓有效功率與 內(nèi)部功率的比值。通風(fēng)機的全壓內(nèi)效率和通風(fēng)機的靜

5、壓內(nèi)效率是表征風(fēng)機氣動性能的 重要參數(shù)。通風(fēng)機全壓效率n%*p%*ptf%*b通風(fēng)機全壓效率n%*p%*ptf%*b等于通風(fēng)機全壓有效功率與軸功率的 比值。通風(fēng)機靜壓效率n%*p%*psf%*b通風(fēng)機靜壓效率n%*p%*psf%*b等于通風(fēng)機靜壓有效功率與軸功率的 比值。封閉靜壓(BTSP)通風(fēng)機封閉靜壓是指通風(fēng)機出口完全封閉而無氣體運動時的靜壓。通風(fēng)機全敞口氣體流量(WOCMS)通風(fēng)機全敞口氣體流量亦稱作開敞CMS (WOCMS),即風(fēng)機 全敞口運 行時的流量。此時風(fēng)機靜壓為零。由風(fēng)機制造商決定的，在風(fēng)機運行時所獲得滿意效果的風(fēng)機運行流量和壓力范圍。典型的風(fēng)機應(yīng)用范圍：前彎離心風(fēng)機：30%-

6、80% WOCMS后彎離心風(fēng)機：40%-85% WOCMS徑向離心風(fēng)機：35%-80% WOCMS風(fēng)機分類按氣流運動方向分類（1）離心通風(fēng)機氣流軸向進入風(fēng)機葉輪后主要沿徑向流動的風(fēng)機。（2）軸流通風(fēng)機氣流軸向進入風(fēng)機葉輪后近似的在圓柱形表面上沿軸線方向運動的風(fēng)機。（3）混流式風(fēng)機在風(fēng)機的葉輪中，氣流的方向處于軸流式風(fēng)機和離心式風(fēng)機之間，近似的沿錐面流動，稱混流或斜流式風(fēng)機按壓力分類在標(biāo)準(zhǔn)的狀況下，風(fēng)機的全壓小于14710Pa者稱為通風(fēng)機，通風(fēng)機根據(jù)全壓可分為：（1）低壓離心通風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，全壓小于或等于980Pa的風(fēng)機。（2）中壓離心通風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，全壓等于980-2942Pa的風(fēng)機。

7、（3）高壓離心通風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，全壓等于2942-14710Pa的風(fēng)機。（4）低壓軸流通風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，全壓小于493Pa的風(fēng)機。（5）高壓軸流通風(fēng)機在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，全壓等于493-4930Pa的風(fēng)機。按通風(fēng)機用途分G鍋爐通風(fēng)機Y鍋爐引風(fēng)機GY工業(yè)用爐風(fēng)機CT船舶用通風(fēng)機KT空調(diào)用通風(fēng)機ZL轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)機離心通風(fēng)機 離心通風(fēng)機大致可分為三類：前彎葉片離心風(fēng)機后彎葉片離心風(fēng)機徑向葉片離心風(fēng)機（1）前彎葉片離心風(fēng)機前彎葉片離心風(fēng)機運行速度相對較低，通常適用于大風(fēng)量、低靜壓的 工況。典型的流量范圍為30%-80% WOCMS （全敞口流量），最高的靜壓效率 為60%-68%，通常發(fā)生于靜壓最大值的稍右

8、側(cè)。功率曲線具有增加的 傾向，是“易過載型”風(fēng)機。前彎葉片風(fēng)機的優(yōu)點是造價低、轉(zhuǎn)速低，可選用較細的軸和較小的軸 承，且具有較寬的操作范圍。缺點是性能曲線形狀可能與管網(wǎng)阻力曲 線平行，且系統(tǒng)靜壓降低可能導(dǎo)致電機過載。另外，葉片結(jié)構(gòu)強度較 低，不能運行于較高的轉(zhuǎn)速。（2）后傾葉片離心風(fēng)機后傾葉片風(fēng)機運行的速度矢量約為前彎風(fēng)機的2倍。通常應(yīng)用的流量 合理范圍是40%-85% WOCMS,最高的靜壓效率約80%左右。對于一個給定的工況，一般說來，較大的風(fēng)機具有較高的效率。后傾 葉片風(fēng)機的波動性要大于前彎葉片風(fēng)機。后傾葉片風(fēng)機的優(yōu)點是效率高且功率曲線無過載。其功率曲線通常在 常用范圍的中部達到最大值，這

9、樣一般不會超載。葉片及葉輪的自身 結(jié)構(gòu)強度較高，可使用于較高的靜壓系統(tǒng)。后傾葉片風(fēng)機的缺點是由于葉輪運行速度較高，所以需要較粗的軸及 較大的軸承且對平衡的要求較高，另外靜壓的波動容易引起工況的變 化。后傾葉片風(fēng)機的改進是用機翼型截面的葉片代替等截面的葉片， 這個改進使風(fēng)機的靜壓效率提高到86%左右，也使風(fēng)機的噪聲相應(yīng)的 得到降低，設(shè)計良好的機翼型葉片風(fēng)機比噪聲可達到甚至低于前傾葉 片風(fēng)機。后傾機翼型葉片風(fēng)機的優(yōu)越性正越來越受到風(fēng)機使用單位特別是空 調(diào)器末端生產(chǎn)廠家的重視，在一些要求高效率、低噪聲的場所日益得 到推廣。（3）徑向葉片離心風(fēng)機徑向葉片風(fēng)機是介于前彎和后傾葉片之間的風(fēng)機，其強度和耐磨

10、性較 好，葉片出口角度為90。在我國除一些要求耐磨和耐腐蝕的場合 已不常用。三種葉片離心風(fēng)機比較壓力當(dāng)三種葉片葉輪的尺寸、轉(zhuǎn)速和流量相同時，前彎葉片獲得的壓力最大，后傾葉片最小，徑向葉片居中。徑向尺寸（葉輪外徑）當(dāng)三種葉片葉輪的流量、轉(zhuǎn)速相同，而要求全壓也相同時，前彎葉片 葉輪的徑向尺寸最小，后傾葉片的尺寸最大，徑向葉片居中。效率前彎葉片葉輪風(fēng)機的效率最低，后傾葉片葉輪最高，而徑向葉片居中。耐磨性前彎葉片葉輪風(fēng)機的耐磨性差，徑向葉片葉輪風(fēng)機耐磨性較好，后傾 葉片中等。定載性前彎葉片葉輪的風(fēng)機容易超載，定載性差，后傾葉片葉輪風(fēng)機不易超 載，徑向葉片葉輪風(fēng)機居中。噪聲前彎葉片葉輪風(fēng)機的噪聲較低，后

11、傾葉片葉輪風(fēng)機的噪聲一般，徑向 葉片葉輪風(fēng)機的噪聲大。葉輪速度前彎葉片葉輪的風(fēng)機轉(zhuǎn)速一般較低，后傾的轉(zhuǎn)速高，而徑向居中。應(yīng)用范圍（流量）前彎葉片葉輪風(fēng)機應(yīng)用范圍小，后傾葉片葉輪風(fēng)機應(yīng)用范圍大，徑向 居中。軸流通風(fēng)機軸流通風(fēng)機根據(jù)葉片的形狀可以分為以下幾類：方形葉片軸流風(fēng)機翼形葉片軸流風(fēng)機鐮刀形葉片軸流風(fēng)機槳形葉片軸流風(fēng)機軸流風(fēng)機的效率、噪聲、流量、全壓等指標(biāo)參數(shù)與葉片形狀的關(guān)系不 像離心風(fēng)機哪樣明顯，現(xiàn)代的風(fēng)機設(shè)計更多的綜合了各種葉片的優(yōu)點 于一體，因而各種性能都有了較大的提高。一般認為，翼型葉片軸流 風(fēng)機具有較低的噪聲，鐮刀形葉片軸流風(fēng)機具有更高的效率，方形葉 片風(fēng)機介于二者之間。軸流風(fēng)機的

12、性能曲線變化較大，壓力隨流量的 增加會迅速較低。按氣體流動的方向，通風(fēng)機可分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式 等類型。離心通風(fēng)機工作時，動力機（主要是電動機）驅(qū)動葉輪在蝸形機殼 內(nèi)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)吸氣口從葉輪中心處吸入。由于葉片對氣體的動力作 用，氣體壓力和速度得以提高，并在離心力作用下沿著葉道甩向機殼， 從排氣口排出。因氣體在葉輪內(nèi)的流動主要是在徑向平面內(nèi)，故又稱 徑流通風(fēng)機。離心通風(fēng)機主要由葉輪和機殼組成，小型通風(fēng)機的葉輪直接裝在 電動機上中、大型通風(fēng)機通過聯(lián)軸器或皮帶輪與電動機聯(lián)接。離心通 風(fēng)機一般為單側(cè)進氣，用單級葉輪；流量大的可雙側(cè)進氣，用兩個背 靠背的葉輪，又稱為雙吸式離心通風(fēng)機。葉輪

13、是通風(fēng)機的主要部件，它的幾何形狀、尺寸、葉片數(shù)目和制 造精度對性能有很大影響。葉輪經(jīng)靜平衡或動平衡校正才能保證通風(fēng) 機平穩(wěn)地轉(zhuǎn)動。按葉片出口方向的不同，葉輪分為前向、徑向和后向 三種型式。前向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉(zhuǎn)方向傾斜；徑向葉輪的葉 片頂部是向徑向的，又分直葉片式和曲線型葉片；后向葉輪的葉片頂 部向葉輪旋轉(zhuǎn)的反向傾斜。前向葉輪產(chǎn)生的壓力最大，在流量和轉(zhuǎn)數(shù)一定時，所需葉輪直徑 最小，但效率一般較低；后向葉輪相反，所產(chǎn)生的壓力最小，所需葉 輪直徑最大，而效率一般較高；徑向葉輪介于兩者之間。葉片的型線 以直葉片最簡單，機翼型葉片最復(fù)雜。為了使葉片表面有合適的速度分布，一般采用曲線型葉片，如等

14、厚度圓弧葉片。葉輪通常都有蓋盤，以增加葉輪的強度和減少葉片與 機殼間的氣體泄漏。葉片與蓋盤的聯(lián)接采用焊接或鉚接。焊接葉輪的 重量較輕，流道光滑。低、中壓小型離心通風(fēng)機的葉輪也有采用鋁合 金鑄造的。軸流式通風(fēng)機工作時，動力機驅(qū)動葉輪在圓筒形機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣 體從集流器進入，通過葉輪獲得能量，提高壓力和速度，然后沿軸向 排出。軸流通風(fēng)機的布置形式有立式、臥式和傾斜式三種，小型的葉 輪直徑只有100毫米左右，大型的可達20米以上。小型低壓軸流通風(fēng)機由葉輪、機殼和集流器等部件組成，通常安 裝在建筑物的墻壁或天花板上;大型高壓軸流通風(fēng)機由集流器、葉輪、 流線體、機殼、擴散筒和傳動部件組成。葉片均勻布置在輪

15、轂上，數(shù) 目一般為224。葉片越多，風(fēng)壓越高；葉片安裝角一般為10 45，安裝角越大，風(fēng)量和風(fēng)壓越大。軸流式通風(fēng)機的主要零件大都 用鋼板焊接或鉚接而成。軸流式通風(fēng)機工作時，動力機驅(qū)動葉輪在圓筒形機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，氣體從 集流器進入，通過葉輪獲得能量，提高壓力和速度，然后沿軸向排出。 軸流通風(fēng)機的布置形式有立式、臥式和傾斜式三種，小型的葉輪直徑 只有100毫米左右，大型的可達20米以上。小型低壓軸流通風(fēng)機由葉輪、機殼和集流器等部件組成，通常安 裝在建筑物的墻壁或天花板上;大型高壓軸流通風(fēng)機由集流器、葉輪、 流線體、機殼、擴散筒和傳動部件組成。葉片均勻布置在輪轂上，數(shù) 目一般為224。葉片越多，風(fēng)壓越高

16、；葉片安裝角一般為10 45，安裝角越大，風(fēng)量和風(fēng)壓越大。軸流式通風(fēng)機的主要零件大都 用鋼板焊接或鉚接而成。斜流通風(fēng)機又稱混流通風(fēng)機，在這類通風(fēng)機中，氣體以與軸線成 某一角度的方向進入葉輪，在葉道中獲得能量，并沿傾斜方向流出。通風(fēng)機的葉輪和機殼的形狀為圓錐形。這種通風(fēng)機兼有離心式和軸流 式的特點，流量范圍和效率均介于兩者之間。橫流通風(fēng)機是具有前向多翼葉輪的小型高壓離心通風(fēng)機。氣體從 轉(zhuǎn)子外緣的一側(cè)進入葉輪，然后穿過葉輪內(nèi)部從另一側(cè)排出，氣體在 葉輪內(nèi)兩次受到葉片的力的作用。在相同性能的條件下，它的尺寸小、 轉(zhuǎn)速低。與其他類型低速通風(fēng)機相比，橫流通風(fēng)機具有較高的效率。它的 軸向?qū)挾瓤扇我膺x擇，而不影響氣體的流動狀態(tài)，氣體在整個轉(zhuǎn)子寬 度上仍保持流動均勻。它的出口截面窄而長，適宜于安裝在各種扁平 形的設(shè)備中用來冷卻或通風(fēng)。通風(fēng)機的性能參數(shù)主要有流量、壓