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風機的相似理論
風機有很多做,理論有很多卻非常相似
環(huán)形鼓風機 漩渦風機/漩渦氣泵 高壓鼓風機 中壓鼓風機 透鋪式鼓風機 離心風機 葉輪個數(shù)不同
進出風位置不同 ,電機位置不同,口徑大小比例不同,葉輪結構不同,風機種類不同,原理卻不盡相同
風機的流量,運行壓力,軸功率這三個基本參數(shù)與轉速間的運算公式極其復雜,同時風機類負荷隨環(huán)境變化參數(shù)也隨之變化,在工程中一般根據(jù)風機的運行曲線,進行大致的參數(shù)運算,稱之為風機相似理論:
Q/Qo=n/no H/Ho=(n/n0o)2(ρ/ρo) P/P0=(n/no)3(ρ/ρo)
式中:Q—風機流量;
H—風機全壓;
n—轉速;
ρ—介質密度;
P— 軸功率。
風量Q與電機轉速n成正比,Q∝n;風壓H與電機轉速n的平方成正比,H∝n2;軸功率P與電機轉速n的立方成正比,P∝n3。
電動機容量的計算式中:P—風機電動機所需的輸出軸功率(kW);
Q—風機風量(m3/s);
H—風機風壓(kg/m2);
ηr—傳動裝置的效率,直接傳動為1.0,皮帶傳動為0.9~0.98,齒輪傳動為0.96~0.98;
ηF—風機的效率;
102—由kg·m/s變換為kW的單位變換系數(shù)。
通過改變風機的管網(wǎng)特性曲線來實現(xiàn)對風機的風量的調節(jié)
這種辦法是通過調節(jié)擋風板的開關程度來實現(xiàn)的。
不同管網(wǎng)的特性曲線風機風量的特性曲線
風機檔板開度一定時,風機在管網(wǎng)特性曲線R1工作時,工況點為M1,其風量、風壓分別為Q1、H1,其輸出流量是Q1。
將風機的擋板關小,管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽2,工況點移至M2,風量、壓力變?yōu)镼2、H2,其輸出流量是Q2。
將風機的擋板再關小,管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽3,工況點移至M3,風量、壓力變?yōu)镼3、H3,其輸出流量是Q3。
從上面的曲線分析,通過調速風機檔板的開度,管網(wǎng)的特性參數(shù)將發(fā)生變化,輸出流量發(fā)生變化,這樣就達到了在定速運行時調節(jié)風機輸出流量的目標。
在調節(jié)風機流量的過程中,而風機的性能曲線(H-Q曲線)不變,工況點沿著風機的性能曲線(H-Q曲線)由M1移到M2,特性曲線由R1變?yōu)镽2,風機輸出流量由Q1變?yōu)镼2,這種方法結構簡單,操作容易。多數(shù)風機都采用這種方法,但是由于風機的內部壓力由H1變?yōu)镠2,這樣,在流量減少的同時,壓力同時上升,在檔板上消耗了大量的無效軸功率,極大地降低了風機的轉換效率,浪費了大量的能源。
通過改變風機葉片的角度來實現(xiàn)對風機的風量調節(jié)。
當風機管網(wǎng)性能曲線不變時,通過改變風機葉片的角度,使風機的特性曲線(H-Q曲線)改變,工況點將沿著管網(wǎng)特性曲線移動,達到調節(jié)風量的目的。
風機葉片角度為α1時,M1點是原來工況點,其風量、風壓分別為Q1、H1;風機葉片角度為α2時,風機性能曲線(H—Q曲線)由α1線變?yōu)棣?線,與管網(wǎng)特性曲線相交于M2,風量、風壓變?yōu)镼2、H2;風機葉片角度為α3時,風機性能曲線(H—Q曲線)由α2線變?yōu)棣?線,與管網(wǎng)特性曲線相交于M3,風量、風壓變?yōu)镼3、H3。
不同風機葉片的角度時風機風量的特性曲線
在這種調節(jié)風量的方法中,管網(wǎng)特性曲線不變,通過風機葉片角度的變化,調節(jié)風機性能(H—Q曲線),從而達到調節(jié)風機風量的目的。
這樣,在調低流量的同時,風機內部壓力也隨之下降,具有很好的節(jié)電效果。但是這種方法使風機葉輪結構復雜,調節(jié)機構磨損較大。同時,調節(jié)葉片角度必須停機進行,無法在需要風機進行連續(xù)運行、連續(xù)調節(jié)的場合。
通過改變風機的轉速來實現(xiàn)對風機的風量調節(jié)。
在風機的管網(wǎng)特性不變,風機葉片角度不變的情況下,改變風機的轉速,使風機的特性曲線(H—Q曲線)平行移動,工況點將沿著管網(wǎng)特性曲線移動,達到調節(jié)風量的目的。
風機的轉速不同時的特性曲線
當風機轉速為n1時,風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M1點,其風量、風壓分別為Q1、H1;當風機轉速為n2時,風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M2點,其風量、風壓分別為Q2、H2。
當風機轉速降低,流量降低的同時,風機的壓力也同時隨之降低,這樣,在調低流量的同時,風機內部壓力也隨之下降,具有很好的節(jié)電效果。這種方法不必對風機本身進行改造,轉速由外部調節(jié),風機檔板可處于全開位置保持不變,并能實現(xiàn)無級線性調節(jié)風量,適合于需要風機進行連續(xù)運行,連續(xù)調節(jié)的場合。