第一章             通風機的基礎知識

1-1  分類

按作用原理分為：1容積式：往復式和回轉式

             2透平式：離心式、軸流式、混流式和橫流式

             3噴射式

按產生壓力的高低分為：由于容積式的排氣壓力較高，他們屬于鼓風機、壓縮機的范圍。故通風機是指透平式，即離心、軸流、混流、橫流等形式。

各通風機互相比較，各自主要的特點是：

離心式風機：較高的壓力，但風量較小。

軸流式風機：較高的風量，但壓力較低。

混流式風機：風量與壓力介于離心和軸流風機之間。

混流式風機：有較高的動壓，能得到扁平的氣流。

通風機的主要性能參數：

1流量：容積流量----單位時間流經通風機的氣體體積，常用的單位是立方米每小時（m³/h）和立方英尺每分鐘（CFM），其中1CFM=1.698m³/h）;質量流量-----單位時間內流經通風機氣體的質量，常用“千克每秒”（kg/s）。

2壓力------通風機進出口處氣體壓力之差，它有全壓、動壓和靜壓。壓力常見的單位是帕（Pa）、毫米水柱(mmH₂O)、英寸水柱 (in H₂O)等，其中1 mmH₂O=9.8 Pa，1 in H₂O=248.92 Pa。

3轉速---風機旋轉的速度，常用單位為“每分鐘轉數”（rpm），常用n表示。

4軸功率---驅動風機轉動所需要的功率，常用“千瓦”（kw）“瓦”(w)表示。

5效率----原動機把能量傳遞給風機的過程中，要克服各種損失，所以傳遞的能量中只有一部分是有用的，常用效率來反映損失的大小，從不同的角度出發有不同的效率。效率常用“η”來表示。

1-2 氣體的基本狀態參數

壓力---氣體的壓力是指氣體垂直作用于容器單位面積上的力，常用P表示，單位為帕（Pa）。風機的壓力分為靜壓、動壓和全壓。氣體給予與氣流方向平行的物體表面的壓力稱為靜壓，用垂直與此表面的孔測量。設氣體流動的速度為c(m/s),則動壓P_d為：P_d=ρc² /2。

在同一截面上氣體的靜壓與動壓之代數和，稱為氣體的全壓P：P=P_st +P_d

溫度----物體冷熱的標志。

比容及密度----單位質量物體所占的體積，以v表示；單位容積的物體所具有的質量稱為密度，用ρ表示。

1-3 連續方程

 氣體在風機中流動的過程中，既不能產生也不能消滅，遵守物質收恒定律。

ρ₁Q₁=ρ₂Q₂

1-4不可壓縮流體的伯努利方程

  對于理想流體，不考慮粘性，不考慮內摩擦力，在流動的過程中有：

C²/2+gz+P/ρ=常數

1-5流動損失

流動損失包括兩部分：其一是邊界層內由于流體具有粘性，使流體質點之間，流體與流道表面產生摩擦而引起的能量損失，稱為摩擦損失，它與流程成正比，故也叫沿程損失；其二是由于流道形狀的變化引起的邊界層分離所產生的損失，稱分離損失或局部損失。

第二章             離心通風機的基本理論

2-1  概述

  一 離心通風機的工作原理

離心通風機的工作原理：已知氣體在離心通風機中的流動先軸向，后轉變為垂直于通風機軸的徑向運動，當氣體通過旋轉葉輪的葉道間，由于葉片的作用，氣體獲得能量，即氣體的壓力提高和動能增加。當氣體獲得的能量足以克服其阻力時，則可將氣體輸送到遠處。

2-2  葉輪工作原理

一 進出口速度三角形

二 歐拉方程式  ：通風機和其它透平機械的基本方程式

P_T，∞=ρ（u₂C_2U – u₁C_1U）

反動度：在葉輪中氣體靜壓的增加值與工作葉輪傳給氣體的理論壓力之比，常用Ω表示。

2-3 不同葉片形式對壓力的影響

通常所說的葉片形式，一般按葉片出口安裝角大小來區分。

一 前向葉片 葉片出口安裝角β_2A>90 o，它分為一般前向葉片和多翼式前向葉片。

二 后向葉片葉片出口安裝角β_2A<90o，它分為曲線性后向葉片和直線型后向葉片。

三 徑向葉片葉片出口安裝角β_2A =90o，一般有徑向出口葉片和直線葉片。

幾種葉片形式的比較

1． 從氣體獲得的壓力看，前向葉片最大，徑向次之，后向葉片最小；

2．  從效率觀點看，后向葉片最高，徑向葉片居中，前向葉片最低；

3．  從結構尺寸看，在流量和轉速一定時，達到相同的壓力前提下，前向葉輪直徑最小，而徑向葉輪稍次，后向葉輪最大；

4．  從工藝觀點看，直葉片制造最簡單。

因此，大功率的通風機一般用后向葉片教多。如果對通風機的壓力要求較高，而轉速或圓周速度又受到一定限制時，則往往選用前向葉片。從摩擦和積垢角度看，選用徑向葉片較為有利。

2-5離心通風機的損失、功率和效率

一 流動損失

二 泄露損失

三 輪阻損失

四 功率與效率

（一）通風機所耗功率

1 有效功率Ne：風機使單位容積流量的氣體通過風機后增加的總能量是P，那么輸送容積流量為Q氣體，單位時間從通風機中所獲的總能量，稱為有效功率，即Ne=PQ/1000 KW.

2 內功率Ni:實際消耗于氣體的功率。

3軸功率Ns：通風機輸出的功率。

（二）效率

1流動效率η_h:實際壓力與理論壓力之比；

2泄露效率η_e：實際流量與吸入葉輪的理論流量之比；

3輪阻效率η_r

4 通風機內效率η_i：有效功率與內功率之比；

5 機械傳動效率η_M：通風機內功率與其軸功率之比；

6 全壓效率η：通風機有效功率與其軸功率之比。全壓效率是衡量風機氣動性能好壞的指標。

7 靜壓效率η_st

五 離心通風機的性能曲線

性能曲線出現駝峰，即一個壓力有多個風量出現的情況。

2-6 葉輪

葉輪的主要結構參數
  D2------葉輪外徑；

D1----葉輪葉片進口直徑；

b------葉輪寬度

β_2A----葉片出口安裝角；

β_1A----葉片進口安裝角；

Z----葉片數。

此外還有葉輪前盤傾斜角等。

葉片厚度與葉片數影響葉道通流面積，因此必須綜合考慮。一般葉道長度較短，容易引起當量擴張角過大，此時就應采用較多葉片；反之葉片出口安裝角較小，其流道較長，流道當量擴張角較小，此時采取較少葉片數。同時來說：D1/ D2越小，葉片數Z