离心式通风机的构造和工作原理

第二章

通 风 机

第一节 离心式通风机的构造和工作原理

第一节 离心式通风机的构造和工作原理

合理地选择风机，对通风除尘与气力输送的效果有着很大的影响。 合理地选择风机，对通风除尘与气力输送的效果有着很大的影响。 通风系统常见的风机有离心式通风机和轴流式通风两种， 通风系统常见的风机有离心式通风机和轴流式通风两种，

在除尘和气力输送系统中大都有采用离心式通风机， 在除尘和气力输送系统中大都有采用离心式通风机， 随着制粉技术的发展，配粉动力来源 罗茨鼓风机技术的广泛应用 罗茨鼓风机技术的广泛应用， 随着制粉技术的发展，配粉动力来源-罗茨鼓风机技术的广泛应用， 作为正压输送的也受到重视。 作为正压输送的也受到重视。

本章重点介绍离心式通风机，同时介绍罗茨鼓风机。 本章重点介绍离心式通风机，同时介绍罗茨鼓风机。

第一节 离心式通风机的构造和工作原理离心式通风机的构造如图所示

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第一节 离心式通风机的构造和工作原理主要部件： 主要部件： 机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口； 机壳、叶轮、机轴、吸气口、排气口； 轴承、底座等部件。 轴承、底座等部件。。

当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。 当电动机转动时，风机的叶轮随着转动。叶轮在旋转时产生离心力将空 气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高， 气从叶轮中甩出，空气从叶轮中甩出后汇集在机壳中，由于速度慢，压力高， 空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后， 空气便从通风机出口排出流入管道。当叶轮中的空气被排出后，就形成了负 吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。 压，吸气口外面的空气在大气压作用下又被压入叶轮中。 因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道中不断流动。 因此，叶轮不断旋转，空气也就在通风机的作用下，在管道中不断流动。

第一节 离心式通风机的构造和工作原理通风机的各部件中，叶轮是最关键性的部件， 通风机的各部件中，叶轮是最关键性的部件，特别是叶轮上叶片的形 式很多，但基本上可分为前向式、径向式和后向式三种。 式很多，但基本上可分为前向式、径向式和后向式三种。

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第一节 离心式通风机的构造和工作原理叶片出口角β: 叶片出口角 ： 叶片的出口方向(出口端的切向方向)和叶轮的圆周方向( 叶片的出口方向(出口端的切向方向)和叶轮的圆周方向(在叶片出 口端的圆周切线方向)之间的夹角。 口端的圆周切线方向)之间的夹角。

三种叶片形式各有特点 后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离心力作用下的运动方向， 后向式叶片的弯曲度较小，而且符合气体在离心力作用下的运动方向， 空气与叶片之间的撞击很小。因此能量损失和噪音较小，效率较高。 空气与叶片之间的撞击很小。因此能量损失和噪音较小，效率较高。但后向 。 式叶片只能使空气以较低的流速从叶轮甩出，空气所获得的动压较低。 式叶片只能使空气以较低的流速从叶轮甩出，空气所获得的动压较低。 前向式叶片形状与空气在离心力作用下的运动方向完全相反， 前向式叶片形状与空气在离心力作用下的运动方向完全相反，空气与 叶片之间撞击剧烈。因此能量损失和噪音都较大，故效率就低， 叶片之间撞击剧烈。因此能量损失和噪音都较大，故效率就低，但前向式叶 片能使空气以较高的流速从叶轮中甩出， 片能使空气以较高的流速从叶轮中甩出，从而使空气在风机出口处获得较大 的静压。 的静压。

径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。 径向式叶轮的特点介入后向式和前向式之间。

第一节 离心式通风机的构造和工作原理机壳一般呈螺旋形，它的作用是吸集从叶轮中甩出的空气， 机壳一般呈螺旋形，它的作用是吸集从叶轮中甩出的空气，并通过 气流断面的渐扩作用，将空气的动压力转化为静压。 气流断面的渐扩作用，将空气的动压力转化为静压。

离心式通风机所产生的压力一般小于1500毫米水柱。 毫米水柱。 离心式通风机所产生的压力一般小于 毫米水柱。 压力小于 小于100毫米水柱的称为低压风机，一般用于空气调节系统。 毫米水柱的称为低压风机 空气调节系统 压力小于 毫米水柱的称为低压风机，一般用于空气调节系统。

压力小于 毫米水柱的称为中压风机 通风除尘系统 压力小于300毫米水柱的称为中压风机，一般用于通风除尘系统。 小于 毫米水柱的称为中压风机，一般用于通风除尘系统。 压力大于300毫米水柱的称为高压风机，一般用于气力输送系统。 毫米水柱的称为高压风机，一般用于气力输送系统。 压力大于 毫米水柱的称为高压风机 气力输送系统

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通 风 机

第二节

离心式通风机的性能参数

第二节 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, 通风机每单位时间内所排送的空气体积，称为风量 ，又称送 风量或流量， 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。 秒或米 时 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， 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： 其三者之间的相互关系要用下式表示：Q = Q

π4

D

2 2

v

2

米3/秒 或： Q = 148 Q D 23 n 秒

米3/时 时

式中： 式中： Q——通风机的风量； 通风机的风量； 通风机的风量 D2——通风机叶轮的外径，米； 通风机叶轮的外径， 通风机叶轮的外径 V2——叶轮外周的圆周速度，米/秒 叶轮外周的圆周速度， 秒 叶轮外周的圆周速度 流量系数，与风机型号有关。 流量系数 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。 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。 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。

第二节 离心式通风机的性能参数二、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, 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 ，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、 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： 及叶片形式有关，其关系可用下式表示： H=ρHv22 或： H=0.000334HD22n2

式中： 式中： H——通风机全压，毫米水柱； 通风机全压， 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 空气的密度， 毫米汞柱， 空气的密度 千克·秒 米 当大气压强在760毫米汞柱，气温为 ℃, 毫米汞柱 气温为20℃ ρ=1.2千克 米2; 千克/米 千克 v2——叶轮外周的圆周速度，米/秒； 叶轮外周的圆周速度， 秒 叶轮外周的圆周速度 H——全压系数，根据实验确定，一般如下： 全压系数， 全压系数 根据实验确定，一般如下：

后向式： 后向式：H=0.4—0.6; ; 径向式： 径向式：H=0.6—0.8; ; 前向式： 前向式：H=0.8—1.1; ; D2——风机叶轮的外径，米； 风机叶轮的外径， 风机叶轮的外径 n——风机的转速，转/分。 风机的转速， 分 风机的转速

第二节 离心式通风机的性能参数二、风压

风机的风压与转速的平方成正比，适当提高转速就能增大风压。 风机的风压与转速的平方成正比，适当提高转速就能增大风压。 在管道系统中，风压也可用调节闸门来改变。 在管道系统中，风压也可用调节闸门来改变。

第二节 离心式通风机的性能参数三、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。 单位时间内所消耗的能量称为功率 ，功率的单位用千瓦来表示。 通风机的有效功率( 千瓦

) 通风机的有效功率(Ny千瓦)即：

N

y

=

QH 102

式中： 式中： Q——通风机输送的风量，米3/秒； 通风机输送的风量， 通风机输送的风量 秒 H——通风机产生的风压，毫米水柱； 通风机产生的风压， 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 千瓦与千克·米 秒之间的换算关系系数 秒之间的换算关系系数， 千瓦 千瓦=102千克米 秒。 千克米/秒 千瓦与千克 千克米

第二节 离心式通风机的性能参数三、功率 轴功率N与有交效功率 之间的关系如下： 轴功率 与有交效功率NY之间的关系如下： 与有交效功率N = Ny

η

=

QH 102 η

式中： 式中： η——通风机效率，%。 通风机效率， 。 通风机效率 N——轴功率，千瓦 轴功率， 轴功率 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， 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。 心式通风机的轴功率随着风量的增加而增加。

第二节 离心式通风机的性能参数四、效率 通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率η, 通风机的有效功率与轴功率之比为通风机的效率 ，即：η= N Ny

× 100

%

通风机的有效功率反映了通风机工作的经济性。 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 之间， 后向叶片风机的效率一般在 之间 0.6~~0.65之间。 之间。 之间 同一台风机在一定的转速下，当风量和风压改变时， 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 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。 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， 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 。 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 %。

第二节 离心式通风机的性能参数五、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 曲线， 曲线， 曲线三种， 通风机的性能曲线一般有 曲线 曲线 曲线三种 三种曲线常画在同一图上，统称为风机的特性曲线。根据特性曲线，已知Q 三种曲线常画在同一图上，统称为风机的特性曲线。根据特性曲线，已知 毫米水柱， 千瓦 千瓦， ( )中的任何一值即可求得其它各值。 米3/时，H毫米水柱，N千瓦，η(%)中的任何一值

即可求得其它各值。 时 毫米水柱

第二节 离心式通风机的性能参数五、通风机的性能曲线 有的风机样本中风机中不列出特性曲线， 有的风机样本中风机中不列出特性曲线，而只列出选择风机的数 字表格，性能表中每一种转速按流量、风压等分为八个性能点。 字表格，性能表中每一种转速按流量、风压等分为八个性能点。转速 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 全压 320 310 305 290 285 250 215 190 风量 4250 4820 5275 5870 6300 6800 7300 7760 电动机

4000

7.5

表中所列出各性能点的最高效率，均在风机最高效率的 范围内。 表中所列出各性能点的最高效率，均在风机最高效率的0.8-0.9范围内。 范围内