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集團動態(tài)

 

風(fēng)機選型過程中應(yīng)注意的幾個問題

2014-12-09
    風(fēng)機選型是風(fēng)機設(shè)計人員必須掌握的一項基本技能，它需要我們熟練運用一些基礎(chǔ)知識簡單、快速、準(zhǔn)確的選出滿足使用條件的風(fēng)機。下面就在風(fēng)機選型過程中應(yīng)注意的幾個問題作一說明。
    一、流量和壓力
    通風(fēng)機的主要性能參數(shù)包括流量、壓力、轉(zhuǎn)速、功率、效率等。在風(fēng)機選型時，應(yīng)明確給出風(fēng)機使用條件下的大氣壓力、介質(zhì)溫度、氣體成分。
    通常所說的風(fēng)機的流量是指單位時間內(nèi)流過通風(fēng)機入口的氣體體積。以m3/h、m3/min、m3/s表示。在通風(fēng)機樣本和銘牌上常用m3/h，而鼓風(fēng)機中常用m3/min，但在通風(fēng)機設(shè)計計算和性能計算中均用m3/s。
    流量包括體積流量和質(zhì)量流量，體積流量常以標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的體積流量為指標(biāo)，稱標(biāo)態(tài)流量，其單位為標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時（Nm3/h），或標(biāo)準(zhǔn)立方米每分（Nm3/min）。
    標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)的定義如下：
    壓力為101325Pa，溫度為273K，重力加速度為9.81m/s2時干燥空氣的狀態(tài)稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下空氣的密度為1.29kg/m3。
    K為絕對溫度單位，風(fēng)機選型及性能換算時，氣體溫度用絕對溫度。
    絕對溫度與攝氏溫度換算關(guān)系如下：
    T = 273 + t
    t - 攝氏溫度
    T - 絕對溫度
    此標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)是物理學(xué)意義上的大氣狀態(tài)，在化工及冶金等行業(yè)給出的需要處理的風(fēng)量一般采用標(biāo)態(tài)流量。
    當(dāng)用戶給出標(biāo)態(tài)流量時，需要換算成工況下的流量，此工況流量才是我們風(fēng)機選型所需要的流量參數(shù)，其換算公式如下：
    - 工況流量
    - 標(biāo)態(tài)流量
    t - 工況溫度
    - 當(dāng)?shù)卮髿鈮?BR>    而我國規(guī)定的通風(fēng)機進口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指：壓力為101325Pa，溫度為293K，介質(zhì)為空氣，相對濕度為50％的濕空氣狀態(tài)。其密度為1.2kg/m3。當(dāng)用比轉(zhuǎn)數(shù)選型時就要把工況狀態(tài)下的參數(shù)換算到通風(fēng)機進口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的參數(shù)，而不能直接將標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)下的參數(shù)換算到通風(fēng)機標(biāo)準(zhǔn)進口狀態(tài)下的參數(shù)進行選型。
    質(zhì)量流量常用在運輸式壓縮機及燃?xì)廨啓C裝置中。其單位常用kg/s來表示?；ば袠I(yè)經(jīng)常采用氣體的質(zhì)量流量。
    當(dāng)用戶給出質(zhì)量流量時，同時也應(yīng)給出氣體密度或氣體組成。
    然后換算成氣體體積流量： 氣體體積流量＝為進行正常通風(fēng)，需要有克服管道阻力的壓力，風(fēng)機則必須產(chǎn)生出這種壓力。
    風(fēng)機的壓力分為靜壓、動壓、全壓三種形式。其中，克服前述管道阻力的壓力為靜壓；把氣體流動中所需動能轉(zhuǎn)換成壓力的形式為動壓，實際中，為實現(xiàn)送風(fēng)目的，就需有靜壓和動壓。
    所謂風(fēng)機的全壓是指由風(fēng)機所給定的全壓增加量，即風(fēng)機的出口和進口之間的全壓之差。所謂風(fēng)機的靜壓是指由風(fēng)機的全壓減去風(fēng)機出口的動壓。
    壓力一般用壓力計測量，壓力計上讀出的壓力數(shù)值為測量處氣體的壓力與外界大氣壓的差值，稱為表壓，測量處氣體的實際壓力為絕對大氣壓。
    二、密度和溫度
    在風(fēng)機選型中，經(jīng)常要用到輸送氣體的密度，密度的大小決定壓力大小，而密度又與大氣壓、氣體常數(shù)及氣體溫度有關(guān)。
    當(dāng)同時給出氣體密度和氣體溫度時，我們可以直接用密度來進行壓力換算，而溫度用來選擇材料。
    當(dāng)用戶給出輸送氣體的溫度、氣體平均分子量及當(dāng)?shù)卮髿鈮簳r，應(yīng)當(dāng)用下列公式進行氣體密度換算：
    氣體密度ρ＝ R為氣體常數(shù) R= - 通用氣體常數(shù)，其值恒等于8314J/(mol?K) - 氣體平均分子量
    例如：某地大氣壓為101325Pa，氣體溫度為20℃，氣體平均分子量為29，計算氣體的密度。
    先求出氣體常數(shù)R，R= J/Kg?K 則氣體密度ρ＝
    三、轉(zhuǎn)速與比轉(zhuǎn)數(shù)
    所謂比轉(zhuǎn)數(shù)ns是設(shè)想一種與該風(fēng)機幾何相似的風(fēng)機，并以風(fēng)量為1 m3/秒，全壓用能量頭表示為1米時的假想轉(zhuǎn)速來定義的，將此以公式表示，為
    ns=5.54n 式中 Q——流量（m3/s） P——全壓（Pa） n——轉(zhuǎn)速（r/min） ρ——通風(fēng)機進口的氣體密度（kg/m3）
    當(dāng)通風(fēng)機進口處為標(biāo)準(zhǔn)進氣狀況，且氣體介質(zhì)為空氣時，式中的ρ＝1.2 kg/m3，故式中可以寫成 ns=5.54n 從ns的定義可知，在相同型式葉輪中，根據(jù)ns的大小可推斷出葉輪的大體幾何形狀。
    要想確定轉(zhuǎn)速，在離心式葉輪中，就要按風(fēng)量確定葉片流道寬度，再根據(jù)能量頭確定葉輪的直徑。從而，ns小的葉片與直徑相比，其葉片寬度較窄，而ns大的葉片，其葉片寬度卻變寬了。
    在軸流式葉輪中ns大的葉輪則為比輪轂比小的葉片長度相應(yīng)長的葉輪。
    從葉輪強度上說，葉片寬度窄或長度短的葉輪為好，因而在確定比轉(zhuǎn)數(shù)ns時，需考慮葉輪的強度。
    一般離心通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)ns＝15～80；混流通風(fēng)機ns＝80～120；軸流通風(fēng)機ns＝100～500。
    對于某一風(fēng)機，當(dāng)工況變化時，流量和壓力（或流量系數(shù)和壓力系數(shù)）都在變化。
    因此，一般每一個工況點都可以計算出一個比轉(zhuǎn)數(shù)，即一臺風(fēng)機有很多的比轉(zhuǎn)數(shù)。但是，為了便于比較，規(guī)定為：風(fēng)機最高效率點的比轉(zhuǎn)數(shù)，作為該風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)。如4-72風(fēng)機最高效率點的比轉(zhuǎn)速為72 另外通風(fēng)機的比轉(zhuǎn)數(shù)都是指單級單吸入時的比轉(zhuǎn)數(shù)。
    故對雙吸入單級通風(fēng)機，上式可寫成 ns=5.54n 雙級單吸入風(fēng)機可寫成 ns=5.54n 比轉(zhuǎn)數(shù)可以作為通風(fēng)機的分類、系列化和相似設(shè)計的依據(jù)，因而是通風(fēng)機的一個非常重要的參數(shù)， 風(fēng)機轉(zhuǎn)速大小直接影響風(fēng)機性能參數(shù)，在現(xiàn)有的風(fēng)機樣本中，除皮帶傳動外，風(fēng)機轉(zhuǎn)速都是采用電機的異步轉(zhuǎn)速，即960、1450、2900等等。
    而現(xiàn)在生產(chǎn)的電機，由于技術(shù)水平的不斷提高，電機的額定轉(zhuǎn)速已經(jīng)非常接近于電機的同步轉(zhuǎn)速，因此，我們?nèi)绮捎蔑L(fēng)機樣本中的電機轉(zhuǎn)速來進行風(fēng)機選型，那么選擇的風(fēng)機性能參數(shù)誤差會非常大。
    如現(xiàn)在的200KW左右的4級電機，其額定轉(zhuǎn)速已達到1490rpm，用樣本上的風(fēng)機轉(zhuǎn)速選型，實際風(fēng)量相差2.76％，實際風(fēng)壓則相差5.6％。而風(fēng)機標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：在規(guī)定的流量下，風(fēng)壓的偏差不超過5％，這就是說，在沒有考慮其它條件影響的情況下，我們所選擇的風(fēng)機就已經(jīng)超標(biāo)。
    因此，我們在選型時，應(yīng)采用電機的額定轉(zhuǎn)速。如用比轉(zhuǎn)數(shù)選型，則選型后用電機的額定轉(zhuǎn)數(shù)進行修正。
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