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    知识点:风机的选型以及应用
    发布者:Haocheng0469  发布时间:2021-05-14 10:43:56  访问次数:179

    风机设备主要参数

     

    风量:风机每分钟输送的空气立方数,SI:m3/h。

    全压:气体所具有的全部能量,等于动压+静压,SI:Pa。

    动压:将气体从零速度加速至某一速度所需要的压力,SI:Pa 。

    静压:流体某点的绝对压力与大气压力的差值,SI:Pa 。

    风机转速:风机叶轮每分钟转过的转数,SI:RPM;

    轴功率:电动机除去外部损耗因素,传递到风机轴上的实际功率,通常认为是风机实际所需功率,SI:KW 。

    噪音:风机在正常运转过程中气动噪音和机械噪音叠加所形成的噪音;大多数厂家公布A记权噪音(dBA),1.5m处。SI:dBA

    全压效率:风量X全压/轴功率/1000/3600*100%

    电源:380/50/3,220/50/1,220/50/3,690/50/3 等

    出口风速:风机出口截面积的风速,控制出口风速可间接控制噪音。SI:m/s

     

    02 选型所需提供参数

     

    1. 风机形式、种类及用途

    2. 安装方式

    3. 气体成分(包括特殊的温度、湿度、腐蚀性及杂质)   

    4. 出风方向

    5. 室内安装还是室外安装

    6. 限定的其他条件(如噪音小于60dBA等)     

    7. 配件及特殊要求

    03 风机性能曲线

     


    曲线图上那条向下曲线代表风机工作点,纵轴是风压,横轴是风量。选型应该避开紧挨着高压力点的工作点和低于极限压力40%的点。

    轴流风机建议选型区域在曲线开始平稳下降区域,工作区65~90%:
    后倾风机风量轴功率曲线有高点,不过载特点。工作区40~85%:
    前弯风机风量风压曲线比较陡峭,工作区35~80%:

     

    一般来说风量越大,风压越小。设计风管时,根据管路阻力计算和风量需求,确定风管系统的总风量和静压损失,风口处保留30~50 Pa余压。这样得到的结果就是你选择风机的依据。比如设计一条管路。不利的一条环路下静压损失300Pa,需要的总风量是5000 m3/h,那么你的风机就要选能够工作曲线能满足5000风量,静压330~350 Pa的那个型号。

     

    04 根据样本选型

     

    风机制造厂都会印有本厂的风机产品样本和目录。在风机产品样本和目录中,通常是按系列、机号列出各种转速下的选用性能表,表中的性能参数值是风机高效率点90%范围内的数值,并取6~8个性能点的数值,以供选用。

     

     

      选型方法

    1. 选型时,先找到静压;

    2. 按照静压所在列向下查找,找到所需风量;

    3. 读出轴功率、噪音,转速等参数;

    4. 查看性能曲线,功率曲线,外形尺寸等是否满足需求;

    5. 按照轴功率X1.1,向上匹配合适的电机;

    6. 选型完成。 

     

      双速风机选型方法

    已知:高风量/低风量高风压/低风压要选择双速风机,方法及步骤如下:

    a. 按照高风量、高风压选型,得到风机型号、高转速、高电机极数、高轴功率、高噪音;

    b. 按照低风量、低风压,在同一型号下选型,得出低转速;

    c. 根据高/低(注意高比低)风机转速的比例,得到接近的双速电机的极数;

    d. 根据高轴功率和双速电机的极数比例,在双速电机库中选择双速电机;

    e. 反向推算确定后的低转速;

    f. 根据该低转速计算出相应的参数,完成选型。

     

    05 选型风机型号及种类

     

      风机按叶轮形式分类

    离心风机,轴流风机、混流风机、贯流风机等;

      风机按安装位置或按照安装形式分类

    屋顶风机、边墙风机、管道风机、风机箱等;

      风机按用途分类

    排风机、送风机、过滤风机、除尘风机、排烟风机等;

      风机分类组合

    屋顶离心排风机,边墙轴流排风机、排烟混流风机等。

     

    通过比转数选取风机种类

    比转数ns是一个无因次参数,它反映了不同类型通风机的流量、全压和转速之间的综合特性。通常是指单级单吸入时的比转数,取高效率点的值。

    而确定风机所需的比转速,则必须先选定风机的转速。所选风机几何尺寸不要太大,叶轮的圆周速度不要太高,如果初定转速不合格,可以调整从新计算。

    例:要求Q=23612 m3/h   P= 5761 Pa



    由于电机的转速一般为2900 r/min、1450 r/min、960r/min、730 r/min几种,尽量取大的转速,这样可以减小风机的外形尺寸,另从风机压力上看这是一台高压风机,所以选2900 r/min和1450 r/min两种转速进行选形。

    ns1=62.26 (n=2900 r/min)

    ns2=31.28 (n=1450 r/min)

    所以有可能选择4-62型或者9-26型的前弯离心通风机、后弯离心通风机或者混流风机等。(前面的数字“4”表示压力系数, “62”表示风量系数,72大风量、62中风量、26低风量、19小风量、12小风量)

     

     

    比转数 ns

    风机类型

    <10

    罗茨风机

    15~65

    前弯离心通风机

    20~90

    后倾离心通风机

    40~95

    混流风机

    50~150

    带后导叶轴流风机

    70~250

    轴流风机

    100~400

    螺桨式风机

     

    确定风机的叶轮外径(D)根据风机的压力系数公式:


    P—全压 Pa、D—叶轮直径 m、n—叶轮转速 r/min、ρ—介质密度 kg/m3


    n=2900 r/min时可选用4-62型机座号为15的风机,当n=1450 r/min时可选用9-26型机座号为10的风机。再根据经济性的考虑,选用9-26-10的风机。

    风机轴功率的确定:


    启动功率 Ne=1.15N=54.28 kW

     

    风机选择主要原则:合理组织气流,完成所需功能

    1. 选型时,先找到静压

    1:某热处理车间,面积4000㎡,厂房高约6m,无空调,夏季车间内高平均温度可达50℃,为降低车间内温度,使工作人员感觉舒适,采用机械送排风方式引入外界冷风。第一次,采用10台边墙排风机,百叶送风形式,但百叶安装位置较高(4m左右)。使用后,车间地表温度降低5℃,5.5米行车处,温度降低10℃,工作人员对其效果不太满意。后改造,原风机位置及台数均不变,加大送风百叶面积,将百叶高度降低至距地面0.5m处。改造后,车间内送排风总量基本不变,但车间内地表温度降低9℃,工作人员认为效果有明显改善。

    原因分析:热处理设备为该车间主要热源,空气加热后向上方屋顶聚集,经过对流循环后,整个车间内温度升高。第一次方案中,采用机械送排风没有错,但是不应将百叶安装过高,这样进入室内的冷空气迅速被热空气混合加热,达不到给人员降温的作用。第二次方案中,降低了百叶的高度,使得冷空气先流过工作人员所在的地表,然后再混合热空气,降低多的车间内地表温度。达到了设计目的。

     

    2:某车间坐北朝南,由于地形原因,常年刮东南风,导致车间内气流多以由南向北为主。由于车间内有比较重的醋酸味,所以业主想增加机械排风,而后在南墙上安装一排排风机。使用后,效果非常不理想。后经改造,将南墙上的排风机安装在北墙上,并在南墙原风机位置加装电动百叶。改造后效果非常明显。

    原因分析:原方案机械排风和自然风方向相反,所以排风效果很不理想。改造后,机械排风与自然风形成合力,大幅度提高了排气效果,另外增加的百叶,也加强了自然通风的效果。所以效果会比较明显。

     

    类似的场合:

    a. 需要排热或排热蒸汽,应尽量优先设置屋顶排风机;

    b. 需要取暖、降温或送新风时,应尽量让暖气流或冷气流流经工作人员所在位置,所以多选用管道风机或边墙风机;

    c. 消防排烟,应优先采取屋顶风机或吊装的风管,故多选用管道风机;

    d. 尽量利用自然风气流(应合理设置风机位置和形式)。

     

    2. 控制气流分层/分区域

    气流分层不仅可以使用在净化室,也可以使用在其他许多场合。气流分层仅需要考虑和控制某一空间内或某一高度范围内的气流。

    例:某水泥分装车间,如果整体换气则需要20次/小时的换气,如果采用气流分层技术,则只需要5次/小时的折合换气量。因此能大量节约设备成本和运行成本。

    类似场合:手术室、细菌培养室、面粉厂灌装车间、食堂。焊接车间等。

     

    3. 局部送排风

    有些情况下,车间内整体清洁,但有个别几处严重污染源(或严重发热),这时就需要用到局部排风。

    有些情况下,仅需要照顾到固定岗位的工作人员的气流,则应采取局部送新风。

    例:某开放空间,外界气温非常低(-30℃),但工作人员需要取暖。如果用整体采暖,只能是浪费能源。这种情况下,应首先考虑热辐射采暖,或者采用局部暖风机既可。

     

    06 选型是否噪音越小越好

     

    噪音总是伴随着风机的运转,不可消除。新研究表明,只要风速超过0.75m/s,就会产生噪音。当然,风速越低,产生的噪音就越小。

    噪音是有害的污染。我们在设计中,总是想尽可能的降低风机设备的噪音。随着风机技术的发展,我们所能做到的噪音污染也在越来越小。

    但是不是风机选型时,噪音越小越好?

    噪音小当然好,但必须兼顾其经济性。要求的噪音越低,整台设备的成本就越高。大约每降低10个分贝,风机成本上涨1倍(经验值,非线性)。大多数风机噪音不可能低于35dBA。

     

    所以选择风机时,噪音 “ 够用就好 ”,不必要一定追求低噪音

    例如风机设备所在区域为无人区,那只要考虑噪音不超过“红线”即可。

    风机设备所在区域存在更高噪音的设备时,可将风机设备的噪音设定为“高设备的噪音-6dBA”,合成后噪音多高出1分贝,而成本为经济。如果“高设备噪音-10dBA”,合成后噪音仍为高设备的噪音,而低的噪音已被“湮没”。

    风机所在设备如果有隔音或吸音效果,只要考虑噪音透射产生的影响即可。

     

    07 噪音控制

     

    风机噪声来源分为空气动力噪声与机械噪声,空气动力噪声中有涡流噪声、旋转噪声、辐射噪声,机械噪声有轴承噪声、震动噪声。根据不同的噪声来源选择合适的噪声控制方法。通常有以下几种做法控制噪声:
    1. 选用合适的风机及管道形式同样风量风压的情况下,轴流风机噪音高于后倾叶轮,后倾叶轮高于前弯叶轮,圆形管道的辐射噪音低于矩形管道。
    2. 控制管道风速(动压)

    噪音限值 dBA

    管道风速 m/s

    风速 m/s

    ≤60

    8

    10

    ≤80

    12

    15


    3. 远离衰减法将风机放置在距离目标较远的位置,通过声音的自然衰减,减小影响。

    噪音衰减表

    距离(米)

    衰减值(dBA)

    1

    8.0  

    1.5

    11.5  

    2

    14.0  

    2.5

    16.0  

    3

    17.5  

    4

    20.0  

    5

    22.0  

    6

    23.5  

    7

    25.0  

    8

    26.0  

    9

    27.0  

    10

    28.0  

    15

    31.5  

    20

    34.0  

    25

    36.0  

    30

    37.5  


    4. 增加隔音装置将风机设备与目标区域隔离,通过隔离屏障的反射与吸收作用来达到降低噪音的效果。比如设置设备间/设备层、隔音箱、隔音玻璃罩等。

    5. 增加消音装置利用消音材料消除噪音。利用疏松多孔,表面凹凸的材料,使声音钻入孔内不断反射衰减,波峰波谷叠加衰减,从而起到减小噪音的效果。比如设置消音器、消音箱、消音罩、吸音棉等。还可以增加消声导风筒改变气流噪音传递方向。

     

    来源:机电人脉

     

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