【文章內(nèi)容簡介】 葉片形狀 a)平板葉片 h)圓弧窄葉片 c)圓弧葉片 d)機翼型葉片 機殼 離心通風(fēng)機的機殼由蝸殼、進風(fēng)口和風(fēng)舌等零部件織成。 1. 蝸殼 蝸殼是由蝸殼和左右兩塊側(cè)板焊接或咬口而成。蝸殼的作用是收集從葉輪出來的氣體，并引導(dǎo)到蝸殼的出口、經(jīng)過出風(fēng)口．把氣體輸送到管道中或排到大氣中去。有的通風(fēng)機將氣體的一部分動壓通過蝸殼轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。蝸殼的蝸板是一條對數(shù)螺旋線。為了制造方便，一般將蝸殼設(shè)計制成等寵矩形斷面。 進風(fēng)口又稱集風(fēng)器，它是保證氣流能均勻地充滿葉輪的進口，使氣流流動損失最小。離心通風(fēng)機的進風(fēng)口有筒形、錐形、筒錐形、筒弧形、弧形、弧錐形、弧筒形等多種。 進氣箱 進氣箱一般只使用在大型的或雙吸的離心通風(fēng)機上。其主要作用可使軸承裝于通風(fēng)機的機殼外邊．便于安裝與檢修，對改善鍋爐引風(fēng)機的軸承工作條件更為有利。對進風(fēng)口直接裝有彎管的通風(fēng)機，在進風(fēng)前裝上進氣箱，能減少因氣流不均勻進入葉輪產(chǎn)生的流動損失。一般斷面逐漸有些收斂的進氣箱的效果較好。 前導(dǎo)器 —般在大型離心通風(fēng)機或要求特性能調(diào)節(jié)的通風(fēng)機的進風(fēng)口或進風(fēng)口的流道內(nèi)裝置前導(dǎo)器。用改變前導(dǎo)器葉片角度的方法，來擴大通風(fēng)機性能、使用范圍和提高調(diào)節(jié)的經(jīng)濟性。前導(dǎo)器有軸向式和徑向式兩種。 擴散器 擴散器裝于通風(fēng)機機殼出口處，其作用是降低出口氣流速度，使部分動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。根據(jù)出口管路的需要，擴散器有圓形截面和方形截面兩種。3. 3 通風(fēng)機重要參數(shù) 離心式通風(fēng)機()，可以看出它主要由進氣空、進氣口、葉輪、蝸殼、出氣口和擴散器等幾個部件組成。 離心式風(fēng)機的主要參數(shù)有以下幾個。 (體積流量或質(zhì)量流量)：指單位時間內(nèi)通過風(fēng)機出口斷面的氣體量(體積或質(zhì)量)。當(dāng)用體積流量時，用Q表示，單位為立方米每秒(m3／s)，當(dāng)用質(zhì)量流量時，用Qm表示，單位為千克每秒(kg／s)或千克每小時(kg／h)，質(zhì)量流量和體積流量的關(guān)系為 Qm=Qρ (31) 其中ρ為氣體密度，單位為kg／m3。 將單位時間內(nèi)通過風(fēng)機進口斷面的體積流量稱為理論流量，用Qth表示。由于能量的轉(zhuǎn)換是在葉輪內(nèi)進行的，因此，只有將經(jīng)過葉輪做功的高壓氣體盡可能多地送出去才能使風(fēng)機充分發(fā)揮其作用。而實際上，風(fēng)機的轉(zhuǎn)動部件(葉輪)和固定部件之間總是有空隙的，因此，在葉輪四周的氣體就會由高壓側(cè)沿間隙漏向低壓側(cè)，這部分泄漏的氣體(其流量用q表示)由于不經(jīng)過風(fēng)機出口斷面流出，因而未被有效利用。所以，實際被利用的流量小于通過葉輪輸送的理論流量，該理論流量為 Qth=Q+q于是，風(fēng)機的容積效率為 （32）2. 壓強：指風(fēng)機的壓強升，即進出口斷面單位體積氣體的能量差，用壓強差ΔP表示，單位為帕(Pa)。風(fēng)機的壓強升又分全壓升ΔP、靜壓升ΔPst為和動壓升ΔPd。風(fēng)機在工作過程中，氣體從進口至出口要克服各種阻力，因而有能量損耗。對風(fēng)機來說，氣體在傳輸過程中獲得的能量并未完全轉(zhuǎn)變成壓強升送出去，而這種損失是由于氣體的流動引起的，通稱為流動損失，用ΔPh表示。所以風(fēng)機實際產(chǎn)生的全壓升ΔP比理論全壓升要小，即 ΔP=ΔPth ΔPh （33） 風(fēng)機的流動效率為 （34）(3)轉(zhuǎn)速n：風(fēng)機轉(zhuǎn)速直接影響風(fēng)機的流量、壓強和效率。轉(zhuǎn)速n的單位為轉(zhuǎn)每分（r／min）。 (4)軸功率：驅(qū)動風(fēng)機所需要的功率，或者說是單位時間內(nèi)傳遞給通風(fēng)機軸的能量稱為軸功率，用P表示，單位為瓦(W)或千瓦（KW）。 從壓強升的定義可以得出單位體積的氣體經(jīng)過風(fēng)機后具有的能量為ΔPth，若體積流量為Qth(m3／s)，則單位時間內(nèi)氣體獲得的能量稱為氣體功率(或稱為內(nèi)功率)，用PJ表示，有 PJ =QthΔPth (35) 考慮流動損失ΔPh和容積損失q后，實際氣體的有效功率Pe為 Pe＝(Qth q)( ΔPth ΔPh) (36)(5)效率 效率是反映所設(shè)計、制造的風(fēng)機性能優(yōu)劣的指標(biāo)，表示能量的利用和轉(zhuǎn)換程度。對于風(fēng)機，實際氣體功率Pe是氣體經(jīng)過葉輪后獲得的能量，風(fēng)機的軸功率Ps是原動機輸入的功率，所以風(fēng)機的有效效率ηc為 (37)所以風(fēng)機的有效效率(總效率) ηc為 ηc= ηq ηh ηm (38)4 CG150離心式通風(fēng)機的設(shè)計通風(fēng)機是一種廣泛應(yīng)用于冶金、煤炭、電力、輕紡等國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域、品種規(guī)格非常多的通用機械，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國現(xiàn)約有2000多家風(fēng)機制造商，生產(chǎn)約200多個系列近萬種規(guī)格的各類風(fēng)機隨著社會的進步和物質(zhì)生活的豐富，人們所需要的產(chǎn)品品種規(guī)格越來越多，產(chǎn)品也越來越具有個性化，隨之也需求越來越多品種規(guī)格的風(fēng)機產(chǎn)品與之配套。通風(fēng)機產(chǎn)品選型是通風(fēng)機研究設(shè)計人員在產(chǎn)品設(shè)計過程中碰到的第一個問題，在研究開發(fā)一種新產(chǎn)品時，為了避免重復(fù)勞動，設(shè)計人員首先要檢索過去己經(jīng)設(shè)計和生產(chǎn)的產(chǎn)品，找出與設(shè)計要求的性能相近、效率高、噪聲低的風(fēng)機產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上，采用最可靠、最簡單的?；O(shè)計，設(shè)計出符合用戶要求的風(fēng)機，這樣既可以節(jié)省設(shè)計時間和產(chǎn)品制造費用，又可以縮短產(chǎn)品生產(chǎn)供貨時間。 通風(fēng)機的設(shè)計包括氣動設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算等內(nèi)容。本章主要講述氣動設(shè)計計算的內(nèi)容，而通風(fēng)機的氣動設(shè)計又分為相似設(shè)計和理論設(shè)計兩種方法。相似設(shè)計方法簡單、可靠，在工業(yè)上被廣泛使用；而理論設(shè)計方法用于設(shè)計新系列的通風(fēng)機。本章主要論述CG150離心通風(fēng)機氣動設(shè)計的一般方法。4. 1 工作原理當(dāng)葉輪隨軸旋轉(zhuǎn)時，葉片間的氣體也隨葉輪旋轉(zhuǎn)而獲得離心力，并使氣體從葉片之間的出口處甩出。被甩出的氣體擠入機殼，于是機殼內(nèi)的氣體壓強增高，最后被導(dǎo)向出口排出。氣體被甩出后，葉輪中心部分的壓強降低。外界氣體就能從風(fēng)機的吸人口通過葉輪前盤中央的孔口吸人．源源不斷地輸送氣體。 CG150鼓風(fēng)機工作原理圖定子總成；2，螺栓；3，4，6，墊圈；轉(zhuǎn)子總成；前軸承蓋；前軸承外套；1定位軸承室；1輪蓋密封；1輪盤密封；1平衡室蓋；15，1密封組；1直通壓注油杯；1銅熱電阻；1聯(lián)軸器部；后軸承箱；2銷；2螺母。離心式通風(fēng)機的主要氣動部件是葉輪、外殼和集流器，葉輪由前盤、后盤和固定在兩盤之間的葉片組成。葉輪是通風(fēng)機中將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為氣體能量的惟一部件，它的幾何形狀、尺寸和轉(zhuǎn)速等基本參數(shù)制約著氣體在葉輪中流動的特征，次定著通風(fēng)機的流量、壓強升，以及流量與壓強升之間的關(guān)系。氣體在通風(fēng)機中的實際流動情況相當(dāng)復(fù)雜，其中涉及到各種流動損失，利用數(shù)學(xué)方法準(zhǔn)確求出其特性是很困難的，為此，需要在一定的假設(shè)條件卜，首先建立一個理想的葉輪模型，通過分析理想的葉輪模型得到基本參數(shù)之間的關(guān)系以后，再逐步加以修正使其更接近于實際情況。4．2 設(shè)計的任務(wù)和要求 離心通風(fēng)機在設(shè)計中根據(jù)給定的條件：容積流量、通風(fēng)機全壓ΔP、工作介質(zhì)及其密度ρ，以及其他要求，確定通風(fēng)機的主要尺寸。例如，葉輪進出口直徑及直徑比D1／D轉(zhuǎn)速n、葉輪進出口寬度b1和b進出口葉片角β1A和β2A葉片數(shù)z，以及葉片的型線繪制和擴壓器設(shè)計，以保證通風(fēng)機的性能。 對于通風(fēng)機設(shè)計的要求： 在效率盡可能高的條件下，為滿足所需要的流量、全壓及其他要求，所進行的通風(fēng)機流道幾何尺寸的汁算，稱之為空氣動力計算，簡稱為氣動力計算。通過氣動力計算，可決定出通風(fēng)機流道的幾何尺寸，將其化成葉輪直徑D2的百分?jǐn)?shù)，可得出它們的相對尺寸，以此相對尺寸所繪出的通風(fēng)機幾何圖形(不包括各零件的厚度)稱之為通風(fēng)機的空氣動力略圖，空氣動力略圖是同一類型通風(fēng)機所共有的幾何圖形。 在通風(fēng)機的設(shè)計與計算中，除了要滿足一定流量和全壓以外．還有下面一些要求： 通風(fēng)機工作區(qū)域越大，它所適用的范圍就越廣。在產(chǎn)品系列化設(shè)計時，就可用較少的機號布滿一定的流量全壓范圍。 工作區(qū)域的大小，可以利用幾何不同的指標(biāo)來評定。這里只介紹兩種：1)等積孔變化幅度λA 式中 ——工作區(qū)域中的最大等積孔系數(shù)； ——工作區(qū)域中的最小等積孔系數(shù)；2)流量變化范圍Δφ Δφ=φmaxφmin式中φmax——工作區(qū)域中的最大流量系數(shù)； φmin——工作區(qū)域中的最小流量系數(shù)； 決定通風(fēng)機工作區(qū)示意圖 2．調(diào)節(jié)深度要深如果某通風(fēng)機沒有調(diào)節(jié)裝置。這會使通風(fēng)機增加不必要的電能消耗。為了避免不必要的電能消耗及滿足用戶所需要的風(fēng)量，尤其是工況不斷變化的通風(fēng)機，必須附帶調(diào)節(jié)裝置。通風(fēng)機的調(diào)節(jié)性能可用額定流星下的調(diào)節(jié)深度ε來衡量： （41）式中 ——整個工作范圍內(nèi)與最高效率相對應(yīng)的最大靜壓系數(shù)； ——整個工作范圍內(nèi)與最高效率相對應(yīng)的最小靜壓系數(shù)；以前導(dǎo)器調(diào)節(jié)的無因次曲線為例，來說明通風(fēng)機工作范圍的確定方法()。為了確定工作范圍，首先在不同前導(dǎo)器角度的壓力系數(shù)曲線上畫出等效率曲線。允許使用的最低效率的等效率曲線與各壓力系數(shù)曲線分別相交于4及2各點。其次，再畫出喘振線1ab。為保證通風(fēng)機經(jīng)濟地且可靠地運轉(zhuǎn)，通風(fēng)機的工況不應(yīng)超出1a5786421的范圍，該范圍稱為ηst≥。 確定通風(fēng)機工作范圍用圖 通風(fēng)機的調(diào)節(jié)深度越大，說明通風(fēng)機的調(diào)節(jié)性能越好。采用前導(dǎo)器調(diào)節(jié)時，ε=—。例如強后向翼型離心風(fēng)機，當(dāng)采用軸向前導(dǎo)器時，其調(diào)節(jié)深度ε=，用改變尾翼安裝角來進行調(diào)節(jié)時，其調(diào)節(jié)深度為ε=~，可見改變尾翼角度的調(diào)節(jié)方法。在調(diào)節(jié)性能上比用前導(dǎo)器調(diào)節(jié)好。因此這種方法已為國外所采用。 通風(fēng)機設(shè)備是通風(fēng)機及其附加部件〔如進氣箱及擴散器等)的總稱。通風(fēng)機設(shè)備全效率ηu為： （42） pu為通風(fēng)機設(shè)備全壓，它是單位體積的空氣經(jīng)過通風(fēng)機設(shè)備時所獲得的能量。 通風(fēng)機及其設(shè)備在管網(wǎng)工作時，其工況點不一定落在額定工況上：尤其是管網(wǎng)阻力改交頻繁，工況時常變化的通風(fēng)機，如電站通風(fēng)機。因此把通風(fēng)機額定工況下的全效率，作為評定通風(fēng)機經(jīng)濟性的指標(biāo)是不恰當(dāng)?shù)?，以平均效率做為評定通風(fēng)機經(jīng)濟性的指標(biāo)比較合理。 通風(fēng)機的調(diào)節(jié)方法可以概括為平滑式及階段式兩種。在整個工作范圍內(nèi)，能夠進行連續(xù)的、平滑的調(diào)節(jié)，稱之為平滑式調(diào)節(jié)，如前導(dǎo)器角度能自動的調(diào)節(jié)。在整個工作范圍內(nèi)，不能進行連續(xù)的、平滑的調(diào)節(jié)，稱之為階段式調(diào)節(jié)．如分檔改變前導(dǎo)器角度的調(diào)節(jié)。 平滑調(diào)節(jié)時的平均效率ηa可用下式計算： （43）或 （44） 計算平均效率時，可在通風(fēng)機工作范圍內(nèi)分成許多小方塊，從這些小方塊幾何中心，可查出有關(guān)數(shù)值，然后利用公式(45)或公式(46)計算去ηa。 階段式調(diào)節(jié)時的平均效率可用下式計算： （45） （46）為了計算ηa,可在通風(fēng)機工作范圍中，在相鄰兩壓力曲線間，選取許多平均工況點，經(jīng)過這些個均工況點，引相當(dāng)于管網(wǎng)曲線的輔助拋物線，進而計算出有效功率(或用有效功率系數(shù))及軸功率Pah(或軸功率系數(shù)λ)。采用階段式調(diào)節(jié)時，通風(fēng)管網(wǎng)中會有多余的風(fēng)量，這將增加不必要的電能消耗。 在上述計算中，如果通風(fēng)機的無因次曲線中用的是靜壓系數(shù)ψat時，則所計算出的是平均靜效率Pah；用的是設(shè)備壓力系數(shù)ψu時，則所計算出的是設(shè)備平均效率ηm。 從上述可知，要想提高通風(fēng)機及其設(shè)備的經(jīng)濟性，必須提高通風(fēng)機的平均效率及設(shè)備平均效率。而這些效率的提高，又與通風(fēng)機及其設(shè)備效率高、效率曲線平坦及調(diào)節(jié)方法優(yōu)良等有直接關(guān)系。例如某