通风与净化工程讲稿.ppt

1、1,自然通风与工艺、建筑设计的配合,工业厂房的建筑形式、总平面布置和车间内的工艺布置对自然通风有较大影响。,一、关于建筑形式的选择,二、厂房总平面布量,三、工艺布置,内容回顾,2,局部送风系统类型,分散式采用室内再循环空气；系统式空气经过 冷却处理。,局 部 送 风,内容回顾,3,通风机,参考通风机选型实用手册 孙研主编，机械工业出版社,4,第九章 通风机,一、离心式通风机的工作原理及其结构,进气口，叶轮，机壳。,二、离心式通风机的分类,第一节 离心式通风机,概述 通风机的分类和应用,本节内容,5,一、风机分类：按气流运动方向,2轴流风机 气流轴向进入风机叶轮后，在旋转叶片的流道中沿着轴线方向

2、流动的风机。 相对离心风机，轴流风机流量大、体积小、压头低。,3斜流式（混流式）风机 在通风机的叶轮中，气流的流向处于轴流式和离心式之间，近似沿锥向流动。 压力系数比轴流式风机高，流量系数比离心式高。,1离心风机 气流进入旋转的叶片通道，在离心力作用下气体被压缩并沿着半径方向流动。,概述,6,一、风机的分类,工业生产中广泛应用离心式和轴流式通风机。通风除尘系统中主要使用的是离心式通风机。,通风机,离心式通风机,混流式通风机,轴流式通风机,前向叶片 径向叶片 后向叶片 机翼型叶片,一般前向通风机 多翼通风机,概述,7,离心风机,轴流风机,8,离心风机,9,概述,10,概述,11,概述,12,概述

3、,13,二、通风机的应用场合 离心式适用于小流量、高压力场所，轴流式反之。,1、锅炉通风机、引风机。,2、通风换气用通风机,供工厂及各种建筑物通风换气及采暖通风用，要求压力不高，但噪声要求要低，可采用离心式或轴流式通风机。,3、工业炉（锻工炉、冶金炉等）用通风机,要求压力较高，叶轮要有足够的强度。,概述,14,5、煤粉通风机 将储仓内的煤粉由其侧面吹到炉膛内，煤粉不直接通过风机，要求通风机的排气压力高； 直吹式煤粉通风机，它直接把煤粉送给炉膛。由于煤粉对叶轮及体壳磨损严重，应采用耐磨材料。,4、矿井用通风机,主扇，采用轴流式较合适。 局扇，工作面通风，多采用防爆轴流式通风机。,通风机的应用场合

4、,概述,15,C6-48型排尘离心通风机具有不易积尘和耐磨损等特点，适用于排送含有尘埃、木质碎屑、细碎纤维等气体（若含硬质颗粒时须在风机前加除尘装置），也可作为一般的通风换气用。,概述,16,C4-73型排尘离心通风,概述,17,第九章 通风机,一、离心式通风机的工作原理及其结构,进气口，叶轮，机壳。,二、离心式通风机的分类,第一节 离心式通风机,概述 通风机的分类和应用,本节内容,18,离心式风机结构分解示意图 1进气口；2叶轮前盘；3叶片；4后盘；5机壳；6出气口；7鼓流扳：8支架,19,被甩出的气体汇集到机壳内，最后以一定的压力从出口排出。,一、离心式通风机的工作原理及其结构,当叶轮随传

5、动轴转动时，叶片间的气体世随叶轮旋转而获得能量，在离心力作用下使气体从叶片之间的开口处甩出。,气体从叶轮中被甩出后，叶轮中心部分压力降低，为负压，在大气压作用下，外界气体就被压入叶轮。,通风机不断将气体吸进、压出，不断地输送气体。,20,集流器形式 (a)圆筒形； (b)圆锥形； (c)弧形； (d)锥筒形； (e)弧筒形； (f)锥弧形,1)、集流器（进气口）,保证气流均匀地充满叶轮进口截面，降低流动损失。,21,集流器的好坏，主要视气流充满叶轮进口处的均匀程度。应避免产生涡流而引起流动损失和涡流噪声。,可以认为锥形比筒形好，弧形比锥形好，组合型比非组合型好。,目前在大型离心风机上多采用弧形

6、或锥弧形集流器。中、小型离心风机多采用弧形集流器。,1)、集流器（进气口）,22,a)平前盘式b)圆锥前盘式c)圆弧前盘式,前盘,叶片,后盘,轮毂,2) 叶轮,前者制造简单，但能损较大，效率较低；后两种虽制造较复杂，但其效率和强度都较高。,23,离心泵叶轮,24,双吸入式示意图,离心泵叶轮,25,离心泵的叶轮,26,4-79型双吸入式通风机系列,27,双进风叶轮,28,11-62E式风机叶轮,29,叶片安装出口角，叶片形状和叶片数目对通风机的工作性能有很大的影响。,叶片出口角：叶片出口速度方向与叶轮圆周速度反方向之夹角。,离心式风机叶轮分类,不同叶片型式及其性能比较。,离心式通风机的叶轮，就是

7、根据叶片出口角不同，分为前向式、径向式、后向式三种。,30,后弯叶片叶轮。 径向叶片叶轮。 前弯叶片叶轮。,随着,增大，,增大。,31,3)机壳 机壳为包围在叶轮外面的外壳，一般为螺线形。,按照风压高低分类： (1)低压风机。风压p1000Pa，一般用于送风、排风系统或空气调节系统。,机壳的作用是将从叶轮中甩出的气体集中、导流，并将高速气流的速度降低，使气体的部分动压扩压变为静压。,二、离心式通风机的分类,32,（2）中压风机，风压在10003000Pa，一般用于除尘系统或管道较长，阻力较大的通风系统。,（3）高压风机，风压大于3000，一般用于阻力较大的除尘系统或气力输送系统。,二、离心式通

8、风机的分类,33,二、离心式通风机的分类,按照叶片的出口安装角分类： 前向叶片 径向叶片 后向叶片 机翼型叶片,34,4) 不同叶片型式及其性能比较。,第二节 离心式通风机的性能参数,一、风量、风量系数,二、风压、风压系数,三、功率、功率系数,四、效率,五、转速,六、噪声,1) 风压、风量曲线,2) 功率、风量曲线,3) 效率流量曲线,第三节 离心式通风机的特性曲线,本节内容,35,第二节 离心式通风机的性能参数,一、风量、风量系数,风量L：通风机单位时间内所输送的气体体积L，单位为,风量系数,风量系数，与通风机型号有关； 通风机叶轮外径(m)； 叶轮外周的圆周速度，m/s； 通风机叶轮的转速

9、(r/min)；,36,二、风压、风压系数,风机的风压：通风机出口气体全压与进口气体全压之差，用 p 表示，Pa。,风压系数,气体的密度(kg/m3)； 叶轮的圆周速度(m/s)。,与叶片形式有关。,后向式叶轮 径向式叶轮 前向式叶轮,37,三、功率、功率系数,因流动时有流动损失，使风机轴功率N要大于有效功率Ne。,有效功率：通风机在单位时间内传递给气体的能量。用Ne表示，kW。,通风机效率。,38,通风机所配电动机功率,电动机直接传动 联轴器直接传动 减速器传动 皮带轮传动,风机机械传动效率，取决于通风机的传动方式。,m电动机容量安全系数，取决于电动机本身的容量。,39,的反映了风机工作的经

10、济性。 主要与叶轮形式有关，一般后向式叶轮较高，前向式叶轮偏低。,功率系数,通风机的效率就是风机有效功率与消耗在风机轴上的功率之比。,四、效率,40,五、转速,转速n：指风机叶轮每分钟旋转的次数。,电动机直接传动和通过联轴器传动时，n等于电动机转速。,通过皮带轮传动时，n为,n与电动机的转速和传动方式有关。,分别为电动机和风机的转速(r/min)： 分别为电动机皮带轮和风机皮带轮直径(mm)。,41,与叶轮型式、风机转速、叶轮直径及部件加工精度、安装质量等有关。,六、噪声,一般，风机叶轮的叶片出口角越大、风机转速越高、叶轮直径越大，其噪声也越高。,42,4) 不同叶片型式及其性能比较。,第二节

11、 离心式通风机的性能参数,一、风量、风量系数,二、风压、风压系数,三、功率、功率系数,四、效率,五、转速,六、噪声,1) 风压、风量曲线,2) 功率、风量曲线,3) 效率流量曲线,第三节 离心式通风机的特性曲线,本节内容,43,离心式通风机的特性曲线：风压与风量，功率与 风量，效率与风量的关系曲线。,第三节 离心式通风机的特性曲线,有限叶片的理论扬程,无限多叶片的理论扬程,1) 风压、风量曲线,44,三、基本方程 1）无限多叶片假设下的理论扬程,相对水流角,绝对水流角,45,叶轮进口的预旋,1）无限多叶片假设下的理论扬程,46,叶轮出口与进口动量矩之差:,原动机加在叶轮上功率：,流体获得的功率

12、：,1）无限多叶片假设下的理论扬程,三、基本方程,47,第一、二项之和表示叶轮的静扬程，第三项表示液体流经叶轮后动能扬程的增加，即动扬程 。,根据速度三角形,1）无限多叶片假设下的理论扬程,三、基本方程,动能增量,压能增量,48,1）无限多叶片假设下的理论扬程,三、基本方程,叶轮进口的预旋为零时，,49,2）有限叶片数时的理论扬程,图3-11有限叶片时流道内的相对流动,a)均匀的相对流动 b)有限叶片流道内相对流动c)流面相对轴向的漩涡运动,50,常用普夫列德尔公式：,P与泵的特性参数有关。,2）有限叶片数时的理论扬程,51,离心风机工作时的损失按产生原因分水力损失、容积损失、机械损失。,非设

13、计流量时叶轮内的冲击损失,冲击叶片迎面，背面涡流,52,水力损失按照损失产生原因分类,摩擦损失：沿程损失，在整个流动中都存在。大小和液流型态及相对光滑度有关。 分离损失：当边界层发生分离时，摩擦损失会明显增加，这种损失为分离损失。 主要发生在沿流动方向压力升高的情况下，如泵的压水室。 冲击损失。 二次流动。,53,3）离心泵的实际扬程及损失,（1） 实际扬程和水力损失,(1) 水力损失的种类：,泵进口损失； 叶轮进口冲击损失及导叶进口冲击损失； 叶轮中的损失； 压水室中的损失； 导叶中的沿程损失和局部损失 。,54,（2）容积损失和容积效率,容积损失包括叶轮密封环处的泄漏损失；级间泄漏损失；轴

14、向平衡机构处的泄漏。,容积效率,可直接估算 。,设泵的理论流量为,，实际流量为 ，,容积损失为,，那么容积效率：,55,（3）泵的机械损失和机械效率,通风机所输送的气体，在单位时间内从通风机中 所获得的有效能量，叫作通风机的有效功率。,计入流动损失和泄漏损失，单位时间内传给气体 的有效功率叫通风机的内功率（水力功率 ）。 它等于有效功率+通风机的内部流动损失功率。,56,设轴功率为P，机械损失功率为,离心泵的机械效率：,机械效率也可以估算 。,机械损失功率是由于轴承和传动装置造成的。,单位时间内原动机传递给通风机轴的能量，叫做 通风机的轴功率。,（3）泵的机械损失和机械效率,57,（4）离心泵

15、或风机总效率,58,例题,某一抽水蓄能电站装备有一可逆式水泵水轮机，其中泵的水头H=265m，流量qv=30.2m3/s。泵的水力损失h=10m，容积损失qv=0.6m3/s，机械损失P=730kW。试求水力效率、容积效率、机械效率、总效率和轴功率。,解：,59,60,离心式通风机的特性曲线：风压与风量，功率与 风量，效率与风量的关系曲线。,第三节 离心式通风机的特性曲线,有限叶片的理论扬程,无限多叶片的理论扬程,1) 风压、风量曲线,61,冲击损失,摩擦损失,泄漏量q与扬程关系曲线,水力损失,泄漏量q,实际风压理论流量,理论风压理论流量,实际风压实际流量,水力损失,实际风压理论流量,62,1

16、) 风压、风量曲线,63,在实际应用中，都采取实测方法，绘制曲线。,绘制方法为：在通风机入口处设风量调节阀，测定某一型号风机在一定的转速下，不同工况点的风量和相对应的风压值。,64,2) 功率、风量曲线,风机有效功率,机械摩擦损失功率,风机轴功率,65,轴功率风量曲线：在测定不同风量下，风压值的同时，测出所消耗的轴功率。,前向式叶轮,可过载通风机,后向式叶轮,功率不易过载,66,3) 效率流量曲线,67,离心式风机特性曲线：将三条特性曲线画在同一坐标图上的统称。,经济使用范围,一组特性曲线仅表示某一台风机在一定的转速下不同工况时各参数之间的关系。,68,69,70,叶片安装出口角，叶片形状和叶

17、片数目对通风机的工作性能有很大的影响。,叶片出口角：叶片出口速度方向与叶轮圆周速度反方向之夹角。,离心式风机叶轮分类,4) 不同叶片型式及其性能比较。,离心式通风机的叶轮，就是根据叶片出口角不同，分为前向式、径向式、后向式三种。,71,后弯叶片叶轮。 径向叶片叶轮。 前弯叶片叶轮。,随着,增大，,增大。,后弯 径向 前弯,72,不同叶片安装角度无限多叶片理论压头与流量的关系,后弯 径向 前弯,73,动能增量,压能增量,若叶轮进口截面积与出口截面积相等，,预旋为零时,动压增量占能量增量的比例,74,随着,增大，,流动损失大，效率降低。,后弯 径向 前弯,动压增量占能量增量的比例,后弯 径向 前弯,75,1. 从气体获得压力看，前向式叶轮最大，后向式叶轮最小。 2. 从效率观点看，后向式叶轮效率最大，前向式叶轮效率最低。 3. 从结构尺寸看，当风量和转速一定时，在达到相同的风压前提下，前向式叶轮直径最小，后向式叶轮直径最大。 4. 从风机噪声方面看，前向式叶轮噪声最大，后向式叶轮的噪声较小。,几种不同叶片型