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通风机的性能及分类
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通风机是依靠输入的机械能,提高气体压力并排送气体的机械,它是一种从动的流体机械。排气压力低于1.5×10^4帕。现代通风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却,锅炉和工业炉窑的通风和引风,空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风,谷物的烘干和选送,风洞风源和气垫船的充气和推进等。


通风机的性能参数主要有流量、压力、功率、效率和转速。另外,噪声和振动的大小也是通风机的主要技术指标。流量也称风量,以单位时间内流经通风机的气体体积表示。压力也称风压,是指气体在通风机内压力升高值,有静压、动压和全压之分。全压等于通风机出口截面与进口截面上气流全压之差;静压等于通风机出口截面与进口截面上气流静压之差;动压是指通风机出口截面上气流平均速度的动压。在同一截面上,气流的全压等于静压与动压之和。
流量、风压、功率和效率等参数之间有一定的函数关系,当其中一个参数发生变化时,其他各量也随着变化。将它们之间的关系绘成曲线,称为性能曲线。性能曲线形状与通风机类型有关。改变通风机的风量和风压,以满足使用工况变化的要求称为性能调节。常用的调节方法有5种。
①在进气管或排气管中安置节流阀或风门控制流量。这种方法简单,但调节效果差。
②叶轮进口前安置导流器改变气流方向。
③改变通风机转速。这种方法经济性能好,但比较复杂。改变转速需考虑叶轮强度和电动机负荷条件。
④改变叶轮宽度。可使工况改变时,通风机的使用效率变化不大,但比较复杂。
⑤改变动叶片安装角。采用这种方法设备费用高、维护复杂,但流量变化范围大、经济性好,一般用于大型轴流通风机。


分类:
气流方向


按气体流动方向的不同,通风机主要分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。
(1)离心式通风机
离心通风机是现代社会出现的一种以动力机(主要是电动机)驱动叶轮在蜗形机壳内旋转,空气经吸气口从叶轮中心处吸入。由于叶片对气体的动力作用,气体压力和速度得以提高,并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳,从排气口排出。因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内,故又称径流通风机。
离心通风机主要由叶轮和机壳组成,小型通风机的叶轮直接装在电动机上中、大型通风机通过联轴器或皮带轮与电动机联接。离心通风机一般为单侧进气,用单级叶轮;流量大的可双侧进气,用两个背靠背的叶轮,又称为双吸式离心通风机。
叶轮是通风机的主要部件,它的几何形状、尺寸、叶片数目和制造精度对性能有很大影响。叶轮经静平衡和动平衡校正才能保证通风机平稳地转动。按叶片出口方向的不同,叶轮分为前向、径向和后向三种型式。前向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转方向倾斜;径向叶轮的叶片顶部是向径向的,又分直叶片式和曲线型叶片;后向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转的反向倾斜。
前向叶轮产生的压力大,在流量和转数一定时,所需叶轮直径小,但效率一般较低;后向叶轮相反,所产生的压力小,所需叶轮直径大,而效率一般较高;径向叶轮介于两者之间。叶片的型线以直叶片简单,机翼型叶片复杂。
为了使叶片表面有合适的速度分布,一般采用曲线型叶片,如等厚度圆弧叶片。叶轮通常都有盖盘,以增加叶轮的强度和减少叶片与机壳间的气体泄漏。叶片与盖盘的联接采用焊接或铆接。焊接叶轮的重量较轻,流道光滑。低、中压小型离心通风机的叶轮也有采用铝合金铸造的。
(2)轴流式通风机
轴流式通风机工作时,动力机驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转,气体从集流器进入,通过叶轮获得能量,提高压力和速度,然后沿轴向排出。轴流通风机的布置形式有立式、卧式和倾斜式三种,小型的叶轮直径只有100毫米左右,大型的可达20米以上。
小型低压轴流通风机由叶轮、机壳和集流器等部件组成,通常安装在建筑物的墙壁或天花板上;大型高压轴流通风机由集流器、叶轮、流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成。叶片均匀布置在轮毂上,数目一般为2~24。叶片越多,风压越高;叶片安装角一般为10°~45°,安装角越大,风量和风压越大。轴流式通风机的主要零件大都用钢板焊接或铆接而成。 
(3)斜流式通风机
斜流通风机又称混流通风机,在这类通风机中,气体以与轴线成某一角度的方向进入叶轮,在叶道中获得能量,并沿倾斜方向流出。通风机的叶轮和机壳的形状为圆锥形。这种通风机兼有离心式和轴流式的特点,流量范围和效率均介于两者之间。
(4)横流式通风机
横流通风机是具有前向多翼叶轮的小型高压离心通风机。气体从转子外缘的一侧进入叶轮,然后穿过叶轮内部从另一侧排出,气体在叶轮内两次受到叶片的力的作用。在相同性能的条件下,它的尺寸小、转速低。
与其他类型低速通风机相比,横流通风机具有较高的效率。它的轴向宽度可任意选择,而不影响气体的流动状态,气体在整个转子宽度上仍保持流动均匀。它的出口截面窄而长,适宜于安装在各种扁平形的设备中用来冷却或通风。
通风机的性能参数主要有流量、压力、功率,效率和转速。另外,噪声和振动的大小也是通风机的主要技术指标。流量也称风量,以单位时间内流经通风机的气体体积表示;压力也称风压,是指气体在通风机内压力升高值,有静压、动压和全压之分;功率是指通风机的输入功率,即轴功率。通风机有效功率与轴功率之比称为效率。通风机全压效率可达90%。
通风机未来的发展将进一步提高通风机的气动效率、装置效率和使用效率,以降低电能消耗;用动叶可调的轴流通风机代替大型离心通风机;降低通风机噪声;提高排烟、排尘通风机叶轮和机壳的耐磨性;实现变转速调节和自动化调节。
1.低压离心通风机:风机进口为标准大气条件,通风机全压PtF≤1kPa的离心通风机。
2.中压离心通风机:风机进口为标准大气条件,通风机全压为1kPa<PtF<3kPa的离心通风机。
3.高压离心通风机:风机进口为标准大气条件,通风机全压为3kPa<PtF<15kPa的离心通风机。
4.低压轴流通风机:风机进口为标准大气条件,通风机全压为PtF≤0.5kPa的轴流通风机。
5.高压轴流通风机:风机进口为标准大气条件,通风机全压为0.5kPa<PtF<15kPa的轴流通风机。
比例大小
比转速是指要达到单位流量和压力所需的转速。
低比转速通风机(ns=11~30)2.中比转速通风机(ns=30~60)3.高比转速通风机(ns=60~81)
用途分类
按通风机的用途分类,可分为引风机(Y)、纺织风机(FZ)、消防排烟风机等。通风机的用途一般以汉语拼音字头代表。


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