通風機工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)與特性

文(wén)章來源：     發布時間：2011/4/2 0:50:23

 通風機是依靠輸入的機械能(néng)，提高氣體(tǐ)壓力并排送氣體(tǐ)的機械，它是一種從動的流體(tǐ)機械。

通風機廣泛用(yòng)于工(gōng)廠、礦井、隧道、冷卻塔、車(chē)輛、船舶和建築物(wù)的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工(gōng)業爐窯的通風和引風；空氣調節設備和家用(yòng)電(diàn)器設備中(zhōng)的冷卻和通風；谷物(wù)的烘幹和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。

通風機的工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)與透平壓縮機基本相同，隻是由于氣體(tǐ)流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體(tǐ)比容的變化，即把氣體(tǐ)作(zuò)為(wèi)不可(kě)壓縮流體(tǐ)處理(lǐ)。

通風機已有(yǒu)悠久的曆史。中(zhōng)國(guó)在公(gōng)元前許多(duō)年就已制造出簡單的木(mù)制砻谷風車(chē)，它的作(zuò)用(yòng)原理(lǐ)與現代離心通風機基本相同。1862年，英國(guó)的圭貝爾發明離心通風機，其葉輪、機殼為(wèi)同心圓型，機殼用(yòng)磚制，木(mù)制葉輪采用(yòng)後向直葉片，效率僅為(wèi)40％左右，主要用(yòng)于礦山(shān)通風。1880年，人們設計出用(yòng)于礦井排送風的蝸形機殼，和後向彎曲葉片的離心通風機，結構已比較完善了。

1892年法國(guó)研制成橫流通風機；1898年，愛爾蘭人設計出前向葉片的西羅柯式離心通風機，并為(wèi)各國(guó)所廣泛采用(yòng)；19世紀，軸流通風機已應用(yòng)于礦井通風和冶金工(gōng)業的鼓風，但其壓力僅為(wèi)100～300帕，效率僅為(wèi)15～25％，直到二十世紀40年代以後才得到較快的發展。

1935年，德(dé)國(guó)首先采用(yòng)軸流等壓通風機為(wèi)鍋爐通風和引風；1948年,丹麥制成運行中(zhōng)動葉可(kě)調的軸流通風機；旋軸流通風機、子午加速軸流通風機、斜流通風機和橫流通風機也都獲得了發展。

按氣體(tǐ)流動的方向，通風機可(kě)分(fēn)為(wèi)離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。

離心通風機工(gōng)作(zuò)時，動力機(主要是電(diàn)動機)驅動葉輪在蝸形機殼内旋轉，空氣經吸氣口從葉輪中(zhōng)心處吸入。由于葉片對氣體(tǐ)的動力作(zuò)用(yòng)，氣體(tǐ)壓力和速度得以提高，并在離心力作(zuò)用(yòng)下沿着葉道甩向機殼，從排氣口排出。因氣體(tǐ)在葉輪内的流動主要是在徑向平面内，故又(yòu)稱徑流通風機。

離心通風機主要由葉輪和機殼組成，小(xiǎo)型通風機的葉輪直接裝(zhuāng)在電(diàn)動機上中(zhōng)、大型通風機通過聯軸器或皮帶輪與電(diàn)動機聯接。離心通風機一般為(wèi)單側進氣，用(yòng)單級葉輪；流量大的可(kě)雙側進氣，用(yòng)兩個背靠背的葉輪，又(yòu)稱為(wèi)雙吸式離心通風機。

葉輪是通風機的主要部件，它的幾何形狀、尺寸、葉片數目和制造精(jīng)度對性能(néng)有(yǒu)很(hěn)大影響。葉輪經靜平衡或動平衡校正才能(néng)保證通風機平穩地轉動。按葉片出口方向的不同，葉輪分(fēn)為(wèi)前向、徑向和後向三種型式。前向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉方向傾斜；徑向葉輪的葉片頂部是向徑向的，又(yòu)分(fēn)直葉片式和曲線(xiàn)型葉片；後向葉輪的葉片頂部向葉輪旋轉的反向傾斜。

前向葉輪産(chǎn)生的壓力最大，在流量和轉數一定時，所需葉輪直徑最小(xiǎo)，但效率一般較低；後向葉輪相反，所産(chǎn)生的壓力最小(xiǎo)，所需葉輪直徑最大，而效率一般較高；徑向葉輪介于兩者之間。葉片的型線(xiàn)以直葉片最簡單，機翼型葉片最複雜。

為(wèi)了使葉片表面有(yǒu)合适的速度分(fēn)布，一般采用(yòng)曲線(xiàn)型葉片，如等厚度圓弧葉片。葉輪通常都有(yǒu)蓋盤，以增加葉輪的強度和減少葉片與機殼間的氣體(tǐ)洩漏。葉片與蓋盤的聯接采用(yòng)焊接或鉚接。焊接葉輪的重量較輕，流道光滑。低、中(zhōng)壓小(xiǎo)型離心通風機的葉輪也有(yǒu)采用(yòng)鋁合金鑄造的。

軸流式通風機工(gōng)作(zuò)時，動力機驅動葉輪在圓筒形機殼内旋轉，氣體(tǐ)從集流器進入，通過葉輪獲得能(néng)量，提高壓力和速度，然後沿軸向排出。軸流通風機的布置形式有(yǒu)立式、卧式和傾斜式三種，小(xiǎo)型的葉輪直徑隻有(yǒu)100毫米左右，大型的可(kě)達20米以上。

小(xiǎo)型低壓軸流通風機由葉輪、機殼和集流器等部件組成，通常安(ān)裝(zhuāng)在建築物(wù)的牆壁或天花(huā)闆上；大型高壓軸流通風機由集流器、葉輪、流線(xiàn)體(tǐ)、機殼、擴散筒和傳動部件組成。葉片均勻布置在輪毂上，數目一般為(wèi)2～24。葉片越多(duō)，風壓越高；葉片安(ān)裝(zhuāng)角一般為(wèi)10°～45°，安(ān)裝(zhuāng)角越大，風量和風壓越大。軸流式通風機的主要零件大都用(yòng)鋼闆焊接或鉚接而成。

斜流通風機又(yòu)稱混流通風機，在這類通風機中(zhōng)，氣體(tǐ)以與軸線(xiàn)成某一角度的方向進入葉輪，在葉道中(zhōng)獲得能(néng)量，并沿傾斜方向流出。通風機的葉輪和機殼的形狀為(wèi)圓錐形。這種通風機兼有(yǒu)離心式和軸流式的特點，流量範圍和效率均介于兩者之間。

橫流通風機是具(jù)有(yǒu)前向多(duō)翼葉輪的小(xiǎo)型高壓離心通風機。氣體(tǐ)從轉子外緣的一側進入葉輪，然後穿過葉輪内部從另一側排出，氣體(tǐ)在葉輪内兩次受到葉片的力的作(zuò)用(yòng)。在相同性能(néng)的條件下，它的尺寸小(xiǎo)、轉速低。

與其他(tā)類型低速通風機相比，橫流通風機具(jù)有(yǒu)較高的效率。它的軸向寬度可(kě)任意選擇，而不影響氣體(tǐ)的流動狀态，氣體(tǐ)在整個轉子寬度上仍保持流動均勻。它的出口截面窄而長(cháng)，适宜于安(ān)裝(zhuāng)在各種扁平形的設備中(zhōng)用(yòng)來冷卻或通風。

通風機的性能(néng)參數主要有(yǒu)流量、壓力、功率，效率和轉速。另外，噪聲和振動的大小(xiǎo)也是通風機的主要技(jì )術指标。流量也稱風量，以單位時間内流經通風機的氣體(tǐ)體(tǐ)積表示；壓力也稱風壓，是指氣體(tǐ)在通風機内壓力升高值，有(yǒu)靜壓、動壓和全壓之分(fēn)；功率是指通風機的輸入功率，即軸功率。通風機有(yǒu)效功率與軸功率之比稱為(wèi)效率。通風機全壓效率可(kě)達90％。

通風機未來的發展将進一步提高通風機的氣動效率、裝(zhuāng)置效率和使用(yòng)效率，以降低電(diàn)能(néng)消耗；用(yòng)動葉可(kě)調的軸流通風機代替大型離心通風機；降低通風機噪聲；提高排煙、排塵通風機葉輪和機殼的耐磨性；實現變轉速調節和自動化調節。