离心式风机.

技术讲课离心式风机离心通风机内气体流动方向1.出风口2.蜗壳3.叶轮4.扩压管5.进风口6.进气室1、离心风机的工作过程离心风机主要由叶轮、进风口及蜗壳等组成（图14－2）。叶轮转动时，叶道（叶片构成的流道）内的空气，受离心力作用而向外运动，在叶轮中央产生真空度，因而从进风口轴向吸入空气（速度为c0）。吸入的空气在叶轮入口处折转90°后，进入叶道（速度为c1），在叶片作用下获得动能和压能。从叶道甩出的气流进入蜗壳，经集中、导流后，从出风口排出一、离心风机的工作原理62、离心风机工作原理1-吸入口；2-叶轮前盘；3-叶片；4-后盘；5-机壳；6-出口；7-截流板(风舌)；8-支架工作原理：叶轮随转轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得惯性离心力，并使气体从叶片间的出口甩出。被甩出的气体挤入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能从风机的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不断地输送气体。叶轮的工作原理•（一）速度三角形空气在叶道上任一点处，有绝对速度c，它是气流与叶轮的相对速度ω与牵连速度μ的向量和。绝对速度c与牵连速度μ的夹角以α表示。相对速度ω与牵连速度μ的反方向的夹角以β表示。通常只画出叶片入口及出口的速度三角形，并以1点表示叶轮入口；2点表示叶轮出口（图14－3b、c）。1风机型号每台风机都有各自的型号，风机型号分标准型号与专用型号两种。标准型号是由风机行业制定的统一标准来编制，包含风机用途、特性、结构形式等信息，针对国内联合设计的产品。专用型号是由每个风机厂家根据风各自编制方法对风机型号进行命名。本课程介绍标准型号的编制方法。1.1离心风机型号单台产品型号用形式和品种表示。离心风机型号组成二、风机的结构、组成与材料a、产品用途代号。b、压力系数化整数后，小于10的用一位数表示，等于或大于10的用二位数表示。c、比转数用两位数表示，双吸风机（双叶轮并联或单叶轮双吸结构），用2乘比转数来表示。d、若产品的型式中产生有重复代号或派生型式时，在比转数后加序号，用罗马数字Ⅰ、Ⅱ来表示。e、设计序号用“1”，“2”来表示，供对该型产品用重大修改时用。f、机号用叶轮直径分米数（dm）来表示。风机产品用途代号（部分）序号用途类别代号序号用途类别代号1工业冷却水通风L6高温风机W2一般用途通风换气T（省略）7烧结炉烟气SJ3锅炉通风G8高炉鼓风GL4锅炉引风Y9转炉鼓风ZL5工业锅炉引风GY10化工气体输送HQ单台离心风机产品的型号中，还表明风机的传动方式，旋转方向，出口角度。对带进气箱结构的风机还表明风机进气角度。例：Y4-73№16F顺45°/135°a、“Y4-73№16”为前面描述的型号；b、“F”为传动方式。风机传动方式共有六种，分别是A式、B式、C式、D式、E式和F式。A式、B式、C式、D式传动，叶轮处于两轴承以外位置（悬臂）；E式、F式传动，叶轮处于两轴承中间位置（双支撑结构）。离心风机传动方式c、“顺”为风机旋转方向，风机的旋转方向有两种，顺时针（右）和逆时针（左），以原动机看风机旋转方向的而定。d、“45°”为出风角度，以出风口位置而定。离心风机出风口角度示意图离心风机进气箱角度示意图e、“135°”为进气角度，以进气箱位置而定（仅对带进气箱风机而言，用来改变进气气流方向）。2风机的结构型式2.1A式传动（直联）离心风机特点：叶轮直接装配在电机轴上，结构简单、紧凑。由于电机承载能力或受介质（如高温）限制，只适合于介质无特殊要求的小型风机。带支架的A式传动风机1-机壳；2-进风口；3-叶轮；4-电动机；5-支架2.2C式传动（皮带传动）离心风机特点：与直联与联轴器传动相比，风机转速可以根据需要做成任意转速，满足性能要求，但机械传递效率相对要低。带支架的C式传动风机1-调风门；2-进风口；3-机壳；4-叶轮；5-传动组；6-支架；7-皮带轮；8-三角胶带；9-皮带罩2.3D式传动（联轴器传动）离心风机特点：传递效率比皮带传动效率高，风机转速与电机转速相同。1-进风口；2-叶轮；3-机壳；4-后密封5-传动组；6-联轴器；7-地脚螺栓D式传动风机带底座D式传动风机2.4F式传动（联轴器传动）离心风机特点：与D式传动相比，轴承的径向载荷小。1-调风门；2-轴封；3-进气箱；4-进风口5-叶轮；6-机壳；7-传动组；8-联轴器单吸F式传动风机带底座D式传动风机3.5直联式轴流风机特点：结构简单，单级叶轮风机压力低，适合于介质无特殊要求的通风场合。直联式轴流风机1-集流器；2-机壳；3-叶轮；4-电机。3、风机主要零部件结构与材料风机的部件分为转子件和静止件两大类。转子件是旋转件，其中叶轮是对气体作功的唯一部件，转子的结构形式决定了风机使用的安全性和经济性。静止件是风机的辅助部件，起引导气流，支撑和隔离转子件的作用，静止件对风机的正常使用也起着重要作用。3.1离心风机主要零部件结构3.1.1叶轮叶轮是风机的心脏。它由原动机驱动。叶轮旋转时便将原动机的机械能传递给气体，使气体压力升高，表现为气体压力的增加，速度和密度的变化。考虑到叶轮的重要性，选择和设计的基本原则是运行稳定，使用寿命长，效率高。叶轮由叶片、轮盖（前盘）、轮盘（中盘、后盘）及轴盘（轮毂）组成。没有轮盖的叶轮称为半开式叶轮。没有轮盖和轮盘的叶轮称为浆叶式叶轮。叶片是对气体作功的唯一部件，叶片的形状基本决定了叶轮的效率和使用环境。常用叶片有六种形状，用得最广泛的是后向弯曲叶片和机翼形叶片。随着新技术、新材料和新工艺的开发和应用，界限会越来越小，效率会越来越高。各种形式叶轮示意图叶轮旋转方向判定叶轮的方向性：机壳的出口方向决定叶轮的旋转方向，即决定叶片的布置方向。叶片的布置方向遵循以下原则：进口气流的能量损失最小。轮盖的作用是引导和改善气流，同时加强叶片的强度和刚度。轮盖的形状由叶片形状决定，有三种形状，国外风机叶轮用得最广泛的是直轮盖和锥形前盘，国内的标准叶轮采用圆弧形轮盖。·直轮盖：效率中等，制造成本最低；·锥轮盖：效率中等，制造成本中等；·圆弧形轮盖：效率最高，制造成本最高。轮盖的进口圈结构形式是根据强度来决定的：钢板旋压件、旋压件加斜撑、锻件。轮盘的作用是支撑和引导气流。轮盘在双吸叶轮中也叫中盘，在单吸叶轮中也叫后盘。在此需要指出的是，在单吸叶轮（压力高的风机）支撑盘背面一般焊有多个小叶片（一般为8片），是用于减小叶轮的轴向力，同时要求小叶片对叶轮的性能无明显影响。轴向力的减少可大大提高轴承寿命，如减少50%的轴向力至少能提高1/3轴承寿命。轴盘是用来叶轮与主轴的联接，大型双吸双支撑风机叶轮的轮盘直接与主轴通过法兰形式联接，以减少转子件重量，减轻轴承载荷，提高主轴临界转速。3.1.2主轴主轴的作用是支撑叶轮旋转和传递动力装置的机械能。主轴必须有足够的强度和刚度来传递机械能和支撑叶轮旋转不发生振动。大型风机主轴采用高强度的合金钢锻造和精加工而成。叶轮和主轴有两种连接方式：采用轮毂结构的叶轮是通过轴上的键连接；采用法兰结构的叶轮是通过高强度的铰制螺栓连接，在足够的拧紧力矩下可保证叶轮和主轴紧密连接，铰制螺栓起到连接和定位作用。这两种连接方式在双支撑风机中都有采用。悬臂式风机则都采用轮毂结构的叶轮，键连接。叶轮与轴联接方式3.1.3机壳机壳的作用是将叶轮排出的高能气体汇聚起来，引到出口管道上，同时将一部分动能转化为静压能。机壳主要是由两侧板和一圈板焊接而成的结构件，其圈板形状是蜗壳形的。从蜗舌到出口的流通面积是从小到大，与流量的大小相匹配，最有效地提高风机的静压。机壳要有足够的刚度和强度防止变形过大和振动。在合适的圈板位置上开有人孔门（或检查孔），以方便安装检修和查看叶轮（出口）的使用情况。3.1.4进气箱进气箱又称进风室，其作用是引导气流从径向转为轴向和隔离轴承与气体便于检修。进气箱主要是由两侧板和一圈板焊接而成的结构件，其结构形式有很多种，但基本设计原则都是气流能量损失小，气流能平稳匀速进入轴向；有足够的刚度和强度防止变形过大和振动。在进气箱的合适位置上开有人孔门，以便人员安装检修和查看叶轮进口使用情况。2.1.5进风口风机的进风口又叫集流器，其作用是引导气流进入叶轮。进风口是钢板压成的结构件，其形状主要有两种，主要表现在与叶轮进口配合处的形状：平直形和圆弧形。国内外用的最多的是圆弧形的。进风口是收敛形的，这种形状能将气流均速后进入叶轮，以提高气流的稳定性。进风口与叶轮进口的轴向和径向间隙，因关系到气体的内泄露需要特别控制，防止因间隙不当而降低风机压力和效率。2.1.6前导器有些风机进口处装有前导器。由可调节的叶片制成，其作用是调节叶片角度，改变进气介质密度与气流方向，获得不同的性能曲线。2.1.7扩散器有的风机的出口装有扩散器,又称为扩压器。其作用是将出口气流的部分动压转化成静压，减少出口流动损失，提高风机静压效率。三、离心式通风机的性能参数一、风量通风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量Q，又称送风量或流量，其单位为米3/秒或米3/时，工程上常用单位是米3/时。风机所产生的风量与风机叶轮直径、转速、叶片形式等有关，其三者之间的相互关系要用下式表示：2224vDQQnDQQ32148米3/秒或：米3/时式中：Q——通风机的风量；D2——通风机叶轮的外径，米；V2——叶轮外周的圆周速度，米/秒Q——流量系数，与风机型号有关。风机的风量一般用实验方法测得。风量的大小与通风机的尺寸和转速成正比。在管道系统中，风量可以通过闸门或改变通风机的转速来调节。二、风压通风机的出口气流全压与进口气流全压之差称为风机的风压H，其单位为毫米水柱。风机所产生的风压与风机的叶轮直径、转速、空气密度及叶片形式有关，其关系可用下式表示：H=ρHv22或：H=0.000334HD22n2式中：H——通风机全压，毫米水柱；ρ——空气的密度，千克·秒2/米4；当大气压强在760毫米汞柱，气温为20℃，ρ=1.2千克/米2；v2——叶轮外周的圆周速度，米/秒；H——全压系数，根据实验确定，一般如下：后向式：H=0.4—0.6；径向式：H=0.6—0.8；前向式：H=0.8—1.1；D2——风机叶轮的外径，米；n——风机的转速，转/分。三、功率单位时间内所消耗的能量称为功率N，功率的单位用千瓦来表示。通风机的有效功率（Ny千瓦）即：102QHNy式中：Q——通风机输送的风量，米3/秒；H——通风机产生的风压，毫米水柱；102——千瓦与千克·米/秒之间的换算关系系数，1千瓦=102千克米/秒。轴功率N与有交效功率NY之间的关系如下：102QHNNy式中：η——通风机效率，%。N——轴功率，千瓦当通风机的转速一定时，它的轴功率随着风量的改变而改变，一般离心式通风机的轴功率随着风量的增加而增加。四、效率通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率η，即：%100NNy通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。后向叶片风机的效率一般在0.8~~0.9之间，前向叶片风机的效率在0.6~~0.65之间。同一台风机在一定的转速下，当风量和风压改变时，其效率也随之改变，但其中必有一个最高效率点，最高效率时的风量和风压称为最佳工况。通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最佳式况时的风量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90%。通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率η，即：%100NNy通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。后向叶片风机的效率一般在0.8~~0.9之间，前向叶片风机的效率在0.6~~0.65之间。同一台风机在一定的转速下，当风量和风压改变时，其效率也随之改变，但其中必有一个最高效率点，最高效率时的风量和风压称为最佳工况。通风机在管道系统中工作时，它的风量与风压应尽可能等于或接近最佳式况时的风量和风压，应注意使其实际运转效率不低于最高效率的90%。五、通风机的性能曲线通风机的性能曲线一般有H—Q曲线，N—Q曲线，η—Q曲线三种，这三种曲线常画在同一图上，统称为