通风机鼓风机和压缩机

1、第二节气体输送和压缩设备-离心通风机、鼓风机与压缩机离心通风机、鼓风机与压缩机的工作原理和离心泵的相似，即依靠叶轮的旋转运动，使气体获得能量，从 而提高了压强。通风机都是单级的，所产生的表压强低于14.7 xiO3Pa ,对气体只起输送作用。鼓风机和压缩机都是多级的，前者产生的表压强低于294X lO3Pa，后者高于294X 103Pa ,两者对气体都有较显著的压缩作用。、离心通风机离心通风机按所产生的风压不同，可分为以下三类：低压离心通风机 出口风压低于0.9807 xi03Pa（表压）；中压离心通风机 出口风压为 0.9807 X1032.942 XO3Pa（表压）；高压离心通风机 出口风

2、压为 2.942 X10314.7 X03Pa（表压）。（一）离心通风机的结构离心通风机的结构和单级离心泵相似。它的机壳也是蜗牛形的，但气体流道的断面有方形和圆形两种，一般 低、中压通风机多是方形的（见图2-37）,高压的多为圆形。叶片的数目比较多但长度较短。低压通风机的叶片 多是平直的，与轴心成辐射状安装。中、高风机的叶片则是弯曲的，所以高压通风机的外形与结构与单级离心 泵更为相似。图2-37低压离心通风机叶片之间的气体在叶轮旋转时，受到离心力作用获得动能（动压头）从叶轮周边排出，经过蜗壳状机壳的导向， 使之向通风机出口流动，从而在叶轮中心部位形成负压，使外部气流源源不断流入补充，从而使风机

3、能排出气 体。电动机通过轴把动力传递给风机叶轮，叶轮旋转把能量传递给空气，在旋转的作用下空气产生离心力，空气延风机叶轮的叶片向周围扩散，此时，风机叶轮越大，空气所接受的能量越大，也就是风机的压头（风压） 越大。如果将大的叶轮割小，不会影响风量，只会减小风压（二）离心通风机的性能参数与特性曲线离心通风机的主要性能参数有风量，风压，轴功率和效率。由于气体通过风机时压强变化较小，在风机内运 动的气体可视为不可压缩流体，所以前述的离心泵基本方程式亦可用来分析离心通风机的性能。（1）风量 风量是单位时间内从风机出口排出的气体体积，但以风机进口处的气体状态计，以Q表示，单位为m3/h。（2）风压风压是单位

4、体积的气体流过风机时所获得的能量，以HT表示，单位为J/m3=Pa。由于HT的单位与压强的单位相同，故称为风压。风压的单位习惯上用mmH2O来表示。离心通风机的风压取决于风机的结构、叶轮尺寸、转速和进入风机的气体的密度。离心通风机的风压目前还不能用理论方法进行计算，而是由实验测定。一般通过测量风机进，出口处气体的 流速与压强的数值，按柏努利方程式来计算风压。离心通风机对气体所提供的有效能量，常以1m3气体作为基准。若设风机进口为截面1-1',出口为截面2-2',则根据以单位体积流体为基准的柏努利方程式1-21c可得离心通风机的风压为：上式可简化为(2-39 )因离心通风机出口处

5、气体的流速较大，故动风压不能忽略。根据上述讨论的情况，离心通风机的风压为静风 压和动风压之和，又称全风压。通风机性能表上所列的风压是指全风压。由式2-39可见，离心通风机的风压随进入风机的气体的密度而变。风机性能表上的风压，一般都是在20 C,1.013 xi05Pa的条件下用空气测得的，该条件下空气的密度为 1.2kg/m3。着实际操作条件与上述的实验条件不同，应按下式特操作条件下的风压HT换算为实验条件下的风压 HT,然后按HT的数值来选择风机。(2-40)(3) 轴功率与效率离心通风机的轴功率为:(2-41 )应注意，在应用式2-41计算轴功率时，式中的 Q与HT必须是同一状态下的数值。

6、离心通风机的特性曲线，如图2-38所示。它表示某种型号的风机在一定转速下，风量 Q与风压HT、静风压Hst、轴功率N、效率四者的关系。(三) 离心通风机的选择离心通风机的选择与离心泵的相类似，其选择步骤如下：(1) 根据柏努利方程式，计算输送系统所需的实际风压HT'，再按式240将HI换算成实验条件下的风压 HT。(2) 根据所输送气体的性质(如清洁空气、易燃、易爆或腐蚀性气体以及含尘气体等)与风压的范围，确定风机的类型。若输送的是清洁空气，或与空气性质相近的气体，可选用一般类型的离心通风机，常用的有4-72型、8-18型和9-27型。前一类型属中，低压通风机，后两类属于高压通风机。(

7、3) 根据以风机进口状态计的实际风量与实验条件下的风压HT ,从风机样本或产品目录中的特性曲线或性能表中选择合适的机号，选择的原则与离心泵的相同，不再详述。因此离心通风机的型号是在类型之外还有机号，如4-72NO.12 o表示叶轮直径为12dm 。每一类型的离心通风机均有不同直径的叶轮，4-72表示风机类型，No.12表示机号，其中12【例2-10】用风机将20 C, 30000kg/h的空气送入加热器加热至 100 C、然后经管路而送到常压设备内，输送系统所需全风压为1200Pa(按60 C、常压计)。试选合适的风机。若将已选的风机(转速相同)置于加热器之后，是否仍能完成输送任务？解：空气在

8、 20 C、常压下的密度为 1.2kg/m3，则风量为：Q=38000/1.2=31670m3/h输送系统的风压HT'按下式换算为实验条件下的风压，即：135迥由本教材附录五查得 60 C、常压空气密度为l.06kg/m3 ,故% = 1网0* TToT31根据风量Q=31670m3/h，风压HT=1359Pa，于本教材附录廿八中查得 4-72-11No . 10c型离心通风机可满 足要求。该风机性能见本题附表.若将已选风机置于加热器之后，则风量发生明显变化。由题知管路系统所需风压为1200Pa ,此值较大气压强小得多，所以风机入口处的压强仍可按常压计。由本教材附录可查得常压、100

9、C下空气密度为0.946kg/m3 ,故风量为：Q=380000/0.946=40170m3/h>32700m3/h风压仍与前相同，若风机转速仍为1000r/min，则此风机不能完成输送任务。实际上还应考虑风机是否可耐高温。例2-10附表转速r/min风压Pa风量m3/h效率功率kW100014223270094.316.5、离心鼓风机和压缩机离心鼓风机又称透平鼓风机，工作原理与离心通风机的相同，结构类似于多级离心泵。图2-39所示的为一台 五级离心鼓风机的示意图。气体由吸气口进入后，经过第一级的叶轮和导轮，然后转入第二级叶轮入口，再依 次逐级通过以后的叶轮和导轮，最后由排气口排出。离心鼓风机的送气量大，但所产生的风压仍不太高，出口表压强一般不超过294X103Pa。由于在离心鼓风机中，气体的压缩比不高，所以无需设置冷却装置，各级叶轮的直径也大致上相等。离心压缩机常称为透平压缩机，主要结构、工作原理都与离心鼓风机的相似，只是离心压缩机的叶轮级数多，可在10级以上，转速也较高，故能产生更高的压强。由于气体的压缩比较高，体积变化较大，温度升高也较 显著。因此，寓心压缩机常分成几段，每段又包括若干级。