无动力通风机原理(风机基础知识)

Posted 2023-05-28

篇首语：时人不识凌云木，直待凌云始道高。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了无动力通风机原理(风机基础知识)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

无动力通风机原理(风机基础知识)

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，风机是一种从动的流体机械。

风机的用途：

①对建筑进行送(/排)风，用清洁的空气替换室内的污染空气。

②防爆排风-排除易燃易爆的气体。该种风机对结构有一定要求。

③消防排烟-建筑物着火时，排除高温的烟尘。该种风机必须通过国家强制的消防检测认证。

④气力运输-利用风能，将粉末或颗粒状物体混合、输送。

⑤含有腐蚀气体的排风-排除带有腐蚀性气体的废气，大多用于工业。

⑥除尘-利用风能除去附着物。

风机的分类：

按进出风原理：

轴流风机：指气体进入叶轮的方向与气体脱离叶轮的方向在同一水平线上的风机，适合相对于风量较大，静压不是太大的场合。

离心风机：指进风方向与出风方向呈90度角的风机(气体脱离叶轮时)，适合于较高风压，风量也较大的场合，可以克服很大的阻力。

混流风机：指界于离心风机和轴流风机之间的风机，即进风方向与出风方向所呈的角既非90度也不在同一条水平线上，它综合了离心风机和轴流风机的特点。

按压力分类：

（1）低压离心通风机在标准状态下，通风机全压Ptf≤980Pa。

（2）中压离心通风机在标准状态下，通风机全压Ptf=980~2942Pa。

（3）高压离心通风机在标准状态下，通风机全压Ptf=2942~14710Pa。

专业术语：

风量：用于表示空气流量的大小。风量=截面积*风速

常用单位：立方米/小时，即CMH，m3/h；

全压：用于确定空气阻力的大小。单位：帕，Pa

全压=静压+动压

静压：用于确定气流的阻力，也就是沿程阻力(系统阻力)；

动压：空气流动时自身产生的阻力。动压=1/2ρv2；

转速：用于表示风机运转时的速度。单位：转/分(r/min)，RPM；

轴功率：风机实际耗能。单位：千瓦，Kw；

电机功率：是风机所配电机的功率，一定比轴功率大。单位：Kw

噪音：用于表示风机运转时所产生的噪音的大小。单位：分贝，dB(A)；

静压效率：以SE%(STATIC EFFICIENCY)表示。

公式：SE%=A/B

A=风量(m3/h)*静压(Pa)

B=轴功率(Kw)×1000×3600

风机相似律：对于同一类型的风机等比放大时，其参数按一定的规律作相应变化。

相似率计算公式：

风机的主要部件及作用

皮带：用于连接电机轮与皮带轮，传递功率。仅皮带传动的有，直联驱动的无皮带、皮带轮、轴承等驱动机构。

皮带轮：通过键连接到轴上，起传递作用。材料：铸铁。

轴：一端接皮带轮，另一端接叶轮，起传递作用。碳钢，精车调质。

轴承：用于支撑轴(风机轴)，以避免振动直接施加于电机之上。

减震器（减震垫）：减少震动，降低噪音，延长寿命。每台风机的驱动装置和电机应均匀通过减震器与风机本体相连，从而延长驱动装置和叶轮的寿命，并使运行更为安静。

泛水帽：扣于泛水之上，方便安装，避免雨水漏入室内。

电机：为风机提供动力。为风机主要部件。

止回风阀：防止风倒灌入室内。有重力止回风阀和电动止回风阀两种。

叶轮：带动气体流动的关键部件。有很多形式，如轴流、前弯离心、后倾离心、后弯离心、混流等。

衡量部件的性能：

轴：HB220～HB370，HB洛氏硬度，衡量轴的刚度。

轴承：L10：80000，指10000个轴承同时运转，当其中有10%出现损坏时，记录的时间为80000小时。

电机：电机形式、功率、防护等级、温升等级、绝缘等级。

叶轮：平衡等级。平衡等级是用来衡量叶轮在转动过程中所产生的残余不平衡量的指标。我公司产品都力争做到G2.5的平衡等级，高于普通产品的G6.3水平。

电机基础知识：

电机功率：用于表示电机的额定功率。电机功率必须大于风机的轴功率。

国家规定的电机功率档为：0.12，0.18，0.25，0.37，0.55，0.75，1.1，1.5，2.2，3，4，5.5，7.5，11，15，18.5，22，30，37，45Kw等等。

转速及计算公式：电机既有单速也有双速。除非特别指定，一般用单速电机。

极数及对应转速：

极数：定子上线圈绕组的对数(常用的分为2、4、6、8极)

对应的转速：2极---2900r/min；4极---1450r/min；

6极---960r/min；8极---720r/min。

风机通常选用三相交流异步电动机(380V/50Hz/3PH)单相交流电动机(220V/50Hz/1PH)二大类，以三相电机为主。

根据用途的不同可分为：

普通电机(TEFC-自带冷却风扇的普通电机)

双速电机：顾名思义，有两个转速的电机。该种电机内部有两个绕组，能够通过在不同绕组中切换达到改变转速的目的。平时用来普通排风，紧急情况下，提高转速，迅速排除废气。达到一机两用的目的。

防爆电机(EXP)，当风机用于防爆排风场合时会使用。

变频电机(VFD Motor)，可以通过改变供电频率来改变转速，间接改变功率，以达到节能的目的。一般与变频器配合使用。

内转子/外转子电机

内转子电机：定子在外，转子在内旋转的电机。形式多样，能满足各种场合，各种功率要求。

外转子电机：定子在内，转子在外的电机。体积小，轻便，但功率较小（7.5kw以下），一般只用于清洁常温空气中。

防护等级：用IPXX表示：

温升等级：电机作为一个能量转换组件，在运转过程中本身存在着能量损耗，有部分能量损耗造成自身温度的升高。所以国家规定了温升等级来限定电机使用的极限温度(用电阻法测量，不能以手感来衡量)

绝缘等级：电机为了可靠运行，在带电部件与壳体之间或带电部件之间需要用绝缘材料加以隔离，而绝缘材料的使用寿命与其材料本身的绝缘等级有很大的关系。

绝缘等级有B级、F级、H级(高温环境) 。

普通电机一般：温升等级B级，绝缘等级F级。

风机选型五要素：

1.风量、风压等参数要求；

2.安装位置、安装形式、室内还是室外；

3.输送的气体成份；

4.使用工况；

5.配件等其他要求。

选型后要详细的记录风量、静压、轴功率、转速、噪音等参数。

风机的换气次数：

风管内的设计风速：

通风机进口标准状况：

它是指通风机进口处空气的压力为一个标准大气压(760mmHg或101325Pa)，温度为20℃，相对湿度为50%的气体状况。

流量：它是单位时间内流过通风机的气体容积，而与空气密度无关。

Q= A×V

流量常用单位：m3/h；而风机性能计算中均用m3/s。

通风机的全压Ptf：

气流在某一点或某一截面上的总压等于该点截面上

的静压与动压之和。Ptf= Psf + Pdf

全压常用单位：Pa

通风机的动压Pdf：

通风机出口截面上气体动能所表征的压力，即：

Pdf = ρ2 * c22/2

Ρ2：出风密度 c2出口流速

动压常用单位：Pa

通风机的静压Psf：

通风机静压定义为通风机全压减去通风机动压。即：

Psf= Ptf-Pdf，静压常用单位：Pa。

通风机的转速n：

通风机的转速是以每分钟旋转数，单位(r/min)。

如图所示管道内全压、静压和动压：

通风机的效率：

通风机全压效率ηtf

等于通风机的全压有效功率与轴功率的比值，即：

ηtf = Petf/Psh= Ptfqv/1000/Psh

机械效率是表征通风机轴承损失和传动损失的好坏，是通风机机械传动系统设计的主要指标。当风机转速不度而运行于低负荷工况时，因机械损失不变，故机械效率还将降低。

传动方式与机械效率

电动机功率的选用：

电动机的功率P按下式选用：

P≥K Psh/=k Ptfqv/1000ηtf

注：上表以亿利达风机为例。

例：客户要求风机流量12000m3/h，全压为800Pa，配亿利达SYD450R皮带传动风机，求风机全压有效功率，全压内效率，配电机功率多大？

解:通过亿利达风机选型软件或样本得知风机轴功率(内功率）Psh=4.039kw(直接测试数据）；

Pe=Q*Ptf/1000=12000*800/3600/1000=2.66667kw

ηtf=Pe/Psh=2.6667/4.039=0.66

P≥k*Psh=1.15*4.039=4.644kw

采用5.5kw电机。

风机叶轮的速度三角形：

前后向风机比较：

1.压力：当二种叶轮的尺寸，转速和流量相同时,前弯叶轮获得的全压比后向要大。

2.效率：前弯叶片虽然获得全压最大，但主要是叶轮出口动压的增加。此动压为全压的50%以上。这部分动压，必须在叶轮后面的蜗壳中转换为静压力。实践证明蜗壳效率是较低的。在加前弯叶片流道中的损失也较大，故蜗壳和叶轮中的流动状况均使风机效率降低。而后弯叶轮的情况相反,故后弯叶轮比前弯叶轮通风机效率要高。

风机的定律：

风机性能曲线：

风机的平衡：

1) 减少振动；2) 降低噪音；

3) 减少操作上的应力；4) 增加轴承的寿命；

5) 减少对操作者的干扰及疲劳；

6) 减少能源的损失。

风机的安装形式：

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑。