风机类型特性及性能曲线

风机（Fan）是一个装有两个或多个叶片的旋转轴推动气流的机械。从能量观点来分析，它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。

         

风机类型（气流运动方向）：

离心式风机—气流轴向进入风机叶轮后主要沿径向流动的风机。

轴流式风机—气流轴向进入风机叶轮后近似的在圆柱形表面上沿轴线方向。

风机性能参数—流量：

定义：单位时间内通过风机流道某一截面的气体容积，故又称容积流量

单位：m ³ /s，m ³ /min，m ³ /h(CMH)，CFM，L/s

一般风机流量的计算用风机出风口面积A与风机出风口处的风速υ来计算表示为： Q=A×υ

         

由上图选型，可知：

风机出风口面积A=0.507×0.507；风机出风口处的风速υ=11.67；风机流量Q=A×υ=3m ³ /s。

风机性能参数—静压：

定义：由于空气分子不规则运动而撞击于管壁上产生的压力。

单位：Pa，InWG。

计算时，以绝对真空为计算零点的静压称为绝对静压。以大气压力为零点的静压称为相对静压。静压高于大气压时为正值，低于大气压时为负值。

         

由上图选型，可知：

机外静压ESP=250Pa(由顾问或承建商提供)；

机内静压min=307Pa，max=547Pa，avg=427Pa（机组内所有零部件的压力总和），总静压SP=677Pa。

风机性能参数—动压：

定义：动压是指将气体从零速度加速到某一速度所需的压力，与气流动能成正比。只要风管内空气流动就具有一定的动压，其值永远是正的。

VP=0.5 ×ρ×υ ²

式中：VP——动压；ρ——气体的密度；υ——气流速度。

         

由上图选型，可知：

气体的密度ρ=1.225，风机出风口处的风速υ=11.67，动压VP=0.5×ρ×υ  ² =83.42 Pa。

风机性能参数—全压：

定义：全压是静压和动压的代数和。全压代表1m ³ 气体所具有的总能量。若以大气压为计算的起点，它可以是正值，亦可以是负值。

         

如上图，SP为静压，VP为动压，TP为全压。

         

由上图选型，可知：

总静压SP=677Pa；动压VP=83.42Pa；总压TP=SP+VP=760.42Pa。

风机性能参数—静压比：

在管道设计的水力计算中，要考虑管道的阻力损失，管道中风速越大，阻力损失就越大，能量衰减的越快，所以对于风机来讲，静压比是个非常重要的量值，表示为：η=SP/TP。

风机性能参数—风机功率：

有效功率：风机所输送气体在单位时间内从风机获得的有效能量，也为风机功率。

FP=( △P _t ×V)/η _f

式中：△P _t =总压差，Pa；V=风是，m ³ /s；η _f 风机总效率。

轴功率Psh：单位时间内原动机传递给风机轴上的能量，一般电机直连的风机轴功率即为电机功率，如果用皮带或者其他传动方式的，要考虑到功率传递系数的影响。

 风机  性能参数—效率：

风机的有效功率与轴功率之比为风机的效率η，即：η=Pe/Psh×100%

风机的效率反映了风机工作的经济性。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。

         

风机性能参数—转速：

风机的转速n可用转速表直接测量，其数值用每分钟多少转（转/分，rpm）来表示。

皮带传动：用皮带传动与电动机相连，改变皮带轮的直径即可调节风机的转速，其关系如下：n1/n2=d2/d1

直接传动：电机直连风机可通过改变电源频率改变风机转速，其关系如下：

n1/n2=Hz/50

式中：n1，n2——风机；电机的转速；

d1 ，d2——风机和电机的皮带轮的直径；

Hz—— 电源频率。

         

由上图选型，可知：2089/1420=250/170

如果机组去到现场，才发现ESP变成400Pa，风机转速必须为2158rpm才能输送3m ³ /s空气到达房间，那怎么办？

假设只换电机皮带轮，其他不变；由皮带传动的关系式，可得：

2158/1420=d/170 ，d=258

         

由上图选型，可知：

1719/1465=58.7/50 ；如果机组去到现场，才发现air flow改成了8m ³ /s，风机转速必须为1774rpm才能输送空气到达房间，那怎么办？

只改变电机频率，其他不变；由皮带传动的关系式，可得：

1774/1465=Hz/50 ，Hz=60.5

风机—管道系统：

         

工况点：指风机性能曲线及管道系统曲线相交的点。

         

前倾离心式风机，风机性能：

         

前倾离心式风机：

         

后倾离心式风机，风机性能：

         

后倾离心式风机：

         

系统和风机之间的最佳匹配：

         

         

改变风机全压时，流量和风机功率伴随着风机速度的变化而变化。

         

减震系统：

弹簧(风机355以上）：

         

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。用控制机件的运动，缓和冲击或震动，贮蓄能量，测量力的大小等。

弹簧在受载时能产生较大的弹性变形，把机械功或动能转化为变形能，而卸载后弹簧的变化消失并回复原状，将变形能转化为机械功或动能。

按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧，压缩弹簧，扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧，环形弹簧，板弹簧，螺旋弹簧，截锥涡弹簧以用扭杆弹簧等。         

其主要功能：

⑴控制机械的运动，如内燃机中的阀门簧，离合器中的控制弹簧等。

⑵吸收振动和冲击能量，如汽车，火车车厢正反缓冲弹簧，联轴器中的吸振弹簧等。

⑶储存及输出能量作为动力，如钟表弹簧，枪械中的弹簧等。

⑷用作测力元件，如测力器，弹簧秤中的弹簧等。

弹簧组件：

         

弹簧实际安裝：

         

减震系统-弹簧减震（20mm）：

         

特别的（如双重电机，不标准的）要测量出来的。

测量要求：把风机与电机放上时，要弹簧底座在同一个高度上，去测量弹簧那高度要90-100mm。他们之间高度都差不多，这样才OK的！

         

一般电机＜30KW，风机＜900时，弹簧要用4个（如图1）。

         

一般电机 ≥ 30KW ，风机 ≥ 900 时，弹簧要用6个（如图2）。

         

         

其它：

阻尼弹簧减振器(JA型)

1 、阻尼弹簧减振器（阻尼弹簧减震器）弹簧采用底自然频率值设计，并经防腐及烤漆处理；耐候性佳；防振效果高。
2、壳体采用热浸镀锌工艺处理。
3、底部防滑及防侧倾螺栓设计，安全性高。
4、安装简单并可依实际需要调整高度及水平。
5、能消除机械结构振动，并保护及延长机械寿命。
6、荷重挠度25mm、40mm、50mm、75mm、100mm、125mm。

         

阻尼弹簧减振器（ZTE型）：

阻尼弹簧减震器特性：

本体材质分为普通铸铁及球磨铸铁；

球状铸铁本体经热浸镀锌处理，耐侯性佳。

特殊结构设计，可依实际须要调整高度。

外型轻巧坚固，按装容易，适用于各类机械内减振装置。

弹簧均经热处理、ED防锈、烤漆等程序处理。

荷重挠度20mm、40mm能有效消除机械结构振动。

底部止滑橡胶，安装容易及安全性高、

控制及调整水平容易，能有效消除地板振动，价格也较便宜。

阻尼弹簧减震器主要用途：适用于各种冷水机组，冷却水塔，落地风机或落地空调箱等设备。

         

减震胶（风机为355以下）：

         

橡胶是较理想的减振材料，对振动有阻尼作用。橡胶有很大的线性柔韧性，几乎可被拉伸到破裂而不失去其弹性，并且能承受交变应力而不易出现疲劳。橡胶和水一样，几乎不可压缩，受压后仅产生弹性变形，但其体积不变。

当温度低于摄氏零下30度时，橡胶的弹性显著降低，故橡胶减振器不宜在严寒条件下工作；同时橡胶也不耐高温，其工作温度最好不超过摄氏75-80。

橡胶的受压强度比受拉强度大很多。橡胶的拉伸长度一般比压缩距离约大6倍。橡胶受拉伸或压缩时，其自然振动频率并不相同。

橡胶有“弹性后效”现象，即橡胶在受压缩后约20分钟内变形增加很快（约25%，即变形比1.25）；此后，变形很慢，约到15天后，变形才增大到约50%。

RM 型橡胶减振器：

RM 型橡胶减振器，既有橡胶剪切的承压性能，又有过负荷保护的压缩性能，整体成型，上端有螺纹安装孔，下端有防滑底板，所有金属由阻尼橡胶覆盖。这种橡胶减振器适用于减少噪声和高频率振动场所，多用于转速大于480转/分的风机、立式卧式水泵、冷水机组等减振降噪。

橡胶减振器（JGF型）：

JG 型和JGF型橡胶隔振器由金属件及橡胶体粘结而成。产品分为四种尺寸结构，八种承载规格，轴向承受载荷从10-1288Kg，额定载荷下静变形在3-12mm范围内，相应固有频率在5-11Hz范围，阻尼比大与0.05。

该减振器对1000r/min以上回转及往复机械振动的隔离具有良好隔振效果。适用于水泵、风机、冷却塔、空压机、柴油机、冷却机等机械设备的震动。

注：可根据具体要求，设计制作。

本文来源于互联网，暖通南社整理编辑于2021年9月9日。