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风机安装与维护
厂房通风_离心风机叶轮叶片出口角设计方案如何选择适当风量关于
在设计离心风机时，关键就是掌握好叶轮叶片出口角β2A的确定。
根据叶片出口角β2A的不同，可将叶片分成三种型式即后弯叶片(β2A<90℃)，径向出口叶片(β2A=90℃)和前弯叶片(β2A＞90℃)。
三种叶片型式的叶轮，目前均在风机设计中应用。前弯叶片叶轮的特点是尺寸重量小，价格便宜，而后弯叶片叶轮可提高效率，节约能源，故在现代生产的离心风机中，特别是功率大的大型风机多数用后弯叶片。
现代前弯叶片风机效率，比老式产品已有显著提高，故在小流量高压力的场合或低压大流量场合中仍广为采用。
径向出口叶片在我国已不常用，在某些要求耐磨和耐腐蚀的风机中，常用径向出口直叶片。
离心风机叶轮设计时还必须考虑到比转速与叶片型式存在一定的关系(例表4)，故在确定叶片出口角的同时，必须综合考虑三种叶片型式对压力、径向尺寸和效率的影响，再综合表1和表4之后确定。
正确确定了离心风机叶轮叶片出口角β2A将为叶轮其它主要几何尺寸的确定奠定了坚实的基础，从而对整台离心风机的性能起着关键的作用。
应不同地区不同客户，制造厂有义务指导客户如何选择适当风量，兹将风量选择方法，介绍如下：
首先必须了解一些已知条件：
1.1卡等于1g重0℃的水使其温度上升1℃所需的热量。
2.1瓦特的功率工作1秒钟等于1焦尔。
3.1卡等于4.2焦尔
4.空气的定压(10mmAq)比热(Cp)=0.24(Kcal/Kg℃)
5,负压风机报价.标准状态空气：温度20℃、大气压760mmHg 、湿度65%的潮湿空气为标准空气，此时 单位体积空气的重量（又称比重量）为1200g/M*3
6.CMM、CFM都是指每分钟所排出空气体积，前者单位为立方米/每分；后者单位为立方英呎/每分钟。1CMM=35.3CFM。
2, 公式推算
一、 得知：风扇总排出热量(H)=比热(Cp )×重量(W)×容器允许温升(△Tc)
因为：重量W=(CMM/60) ×D=单位之间(每秒)体积乘以密度
=(CMM/60)·1200g/M*3
=(Q/60) ×1200g/M*3
所以：总热量(H)=0.24(Q/60) ·1200g/M*3·△Tc
二、 电器热量(H)=( P[功率] t [秒] )/4.2
三、 由一、二得知: 0.24(Q/60) ·1200g/M*3·△Tc=(P·t)/4.2
Q=(P×60)/1200·4.2·0.24·△Tc
Q=0.05P/△Tc……………………………………………… (CMM)
=0.05·35.3 P/△Tc=1.76 P/△Tc…………………………(CFM)
四、 换算华氏度数为：Q=0.05·1.8 P/△Tf=0.09 P/△Tf………………………(CMM)
=1.76·1.8 P/△Tf=3.16 P/△Tf&hellip,厂房排风机;………………………(CFM)
3, 范例
例一：有一电脑消耗功率150瓦，风扇消耗5瓦，当夏季气温最噶30℃，设CPU 允许工作60℃，所需风扇风量计算如下：
P=150W+5W=155W；△Tc=60-30=30
Q=0.05×155/30=0.258CMM=9.12CFM(为工作所需风量)
所以,应选择实际风量为Qa之风扇
例二：有一SWITCHING电源供应器消耗功率250瓦，风扇消耗20瓦，当地夏季气温最高55℃，设该供应器允许工作95℃，所需风扇风量计算如下：
P=250W+20W=270W；△Tf=95-55=40
Q=0.09×270/40=0.6075CMM=21.44CFM(为工作所需风量)
所以,应选择实际风量为Qa之风扇
关于改变叶轮转速调整离心通风机工作点的探讨问题！
在矿井开采过程中，随着并下巷道的掘进延伸及采区工作面数目的增加，通风网络阻力也将不断增加。并且随着产量的增加,生产负压风机，矿井瓦斯涌出量也随着增加。为了适应这种变化，应当根据需要调整风机的工况点。
众所周知离心式通风机常用的调整工况点的方法有三种：改变叶轮转速调整法、前导器调整法。
闸门节流法一般在风机投入运行后进行，并且调节的幅度也很小，故效果不明显，目前在矿井运行的4－72系列通风机，大多数都没有设置前导器，故不能用前导器调整工作点。离心．通风机工作点调整的主要措施晕改变风机叶轮转速，在一般教［科书中，仅只笼统介绍离心式风机可采用更换皮带轮或电动机5的方法改变叶轮转速来达到调整工作点的目的，很少具体介绍g更换皮带轮或电动机的方法和原则。另外矿用电动机的制造成体较高，价格昂贵，盲目更换会给企业造成浪费或经济损失。所以，有必要对此加以研讨，以充分挖掘设备潜力、节约资。下面结合实例说明改变风机工作点的具体过程和效果。
在改变叶轮转速的操作之前，需要在理论上进行计算。
1.确定新工作点叶轮应有的转速
确定新工作点下风机叶轮转速的方法有两种·，一是在矿井经过网路特性测定之后，可将网路特性曲线绘制在通风机个体特性曲线上，根据风量、风压的要求确定新工作点时的转速。如果工作点位于两条转速线之间，可用内插法确定转速。其二，若没有条件测定网路特性曲线，可用比例定律估算。
2.更换皮带轮
确定叶轮转速后，接着应考虑更换电动机皮轮来满足要求。根据传动理论，应加大电动机皮带轮的直径，不得减小板动轮的直径。
3.验算电机的功率
在验算电机功率时，应按正在使用的电机进行，可先不虑备用系数，当验算结果显出电机稍有过负荷时，不要盲目技出更换电机，而应对电机运动数据进行分析，同时也应分析｝算数据和实际运行数据之间的误差因素，通过综合分析比较方可确定经济合理的方案。
实例：郑州煤炭集团公司某矿，由于原煤产量增加，急增加矿井风量（该矿井单翼生产，一个风并抽出式通风）。根瓦斯涌出量，确定矿井风量需增加到65m31s，全压力 1．47hP。该矿养猪通风设备的有关技术数据如下表1。（l）根据以上条件，用比例定律估算转速
由n1/n2＝Q1/Q2 得n2=n1 Q2/Q1＝627．5 r/min
表 1
风机型号 4-72-11-NO.20B 电机型号 JS126-8
叶轮转速(r/min) 560 额定电压(V) 380
实测风量(m3/s) 58 额定电流(A) 210
实测全压(kPa) 1.176 额定功率(kw) 110
带轮直径(mm) D2=800 额定转速(r/min) 730
确定转速为 630r/min。
(2）计算加大后主动带轮的直径 D=D2n2/n＝690mm
(3)验算电动机的功率
根据调整后参数Q=65m3/s，全压1.47kP。，及通风机效率η＝0．82，传动效率ηc＝0．95，得电动机功率：
N＝HQ/(102ηηc）=123kw＞110kw
由此计算数据可知电机已过负荷，应更换电机。
（4）对通风机实际运动情况分析
根据实测：Q=58m3/s，H＝l·17kPa
(5)计算电机功率
N理=HQ/(120ηηc)=88kw
风机运行时电动机的电流I＝120A 电压U＝80v
功率因数 cosφ＝0．9
计算电动机的功率：Nλ＝ kw
由此，电动机的输人功率与计算功率之间存在着误差，其√3cosφUI=71kw
电动机的实际输人功率与计算出的功率的比值为：Nλ/N理=71/88x100%=81%
若按比例考虑，新工作点下电动机的输人NλxN理=99．6kw＜110kw，可知采用原电动机能满足要求不超负荷。
5.实际运行结果
综合上述分析，该矿仍采用原电动机，只是电机皮带轮由原先的 610mm更改为 690mm，更换皮带轮后风机运行状况良好。工作点调整后，通过实测风量比原来增加 500m’lmin，全压增加！ 96Pa满足了矿井的需要
离心风机设计时几个重要方案的选择：
(1)离心风机叶片型式的合理选择：常见风机在一定转速下，后向叶轮的压力系数中Ψt较小，则叶轮直径较大，而其效率较高；对前向叶轮则相反。
(2)离心风机传动方式的选择：如传动方式为A、D、F三种，则风机转速与电动机转速相同；而B、C、E三种均为变速，设计时可灵活选择风机转速。一般对小型风机广泛采用与电动机直联的传动A，，对大型风机，有时皮带传动不适，多以传动方式D、F传动。
对高温、多尘条件下，传动方式还要考虑电动机、轴承的防护和冷却问题。
(3)蜗壳外形尺寸的选择：蜗壳外形尺寸应尽可能小。对高比转数风机，可采用缩短的蜗形， 对低比转数风机一般选用标准蜗形。有时为了缩小蜗壳尺寸，可选用蜗壳出口速度大于风机进口速度方案，此时采用出口扩压器以提高其静压值。
(4)叶片出口角的选定：叶片出口角是设计时首先要选定的主要几何参数之一。为了便于应用，我们把叶片分类为：强后弯叶片(水泵型)、后弯圆弧叶片、后弯直叶片、后弯机翼形叶片；径向出口叶片、径向直叶片；前弯叶片、强前弯叶片(多翼叶)。表1列出了离心风机中这些叶片型式的叶片的出口角的大致范围。
(5)叶片数的选择：在离心风机中，增加叶轮的叶片数则可提高叶轮的理论压力，因为它可以减少相对涡流的影响(即增加K值)。但是，叶片数目的增加，将增加叶轮通道的摩擦损失，这种损失将降低风机的实际压力而且增加能耗。因此，对每一种叶轮，存在着一个最佳叶片数目。具体确定多少叶片数，有时需根据设计者的经验而定。根据我国目前应用情况，在表2推荐了叶片数的选择范围。
(6)全压系数Ψt的选定：设计离心风机时，实际压力总是预先给定的。这时需要选择全压系数Ψt，全压系数的大致选择范围可参考表3。
(7)离心叶轮进出口的主要几何尺寸的确定：叶轮主要尺寸示于图1。叶轮是风机传递给气体能量的唯一元件，故其设计对风机影响甚大；能否正确确定叶轮的主要结构，对风机的性能参数起着关键作用。它包含了离心风机设计的关键技术--叶片的设计。而叶片的设计最关键的环节就是如何确定叶片出口角β2A。
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三种叶片型式的叶轮，目前均在风机设计中应用。前弯叶片叶轮的特点是尺寸重量小，价格便宜，而后弯叶片叶轮可提高效率，节约能源，故在现代生产的离心风机中，特别是功率大的大型风机多数用后弯叶片。
现代前弯叶片风机效率，比老式产品已有显著提高，故在小流量高压力的场合或低压大流量场合中仍广为采用。
径向出口叶片在我国已不常用，在某些要求耐磨和耐腐蚀的风机中，常用径向出口直叶片。
离心风机叶轮设计时还必须考虑到比转速与叶片型式存在一定的关系(例表4)，故在确定叶片出口角的同时，必须综合考虑三种叶片型式对压力、径向尺寸和效率的影响，再综合表1和表4之后确定。
正确确定了离心风机叶轮叶片出口角β2A将为叶轮其它主要几何尺寸的确定奠定了坚实的基础，从而对整台离心风机的性能起着关键的作用。
应不同地区不同客户，制造厂有义务指导客户如何选择适当风量，兹将风量选择方法，介绍如下：
首先必须了解一些已知条件：
1.1卡等于1g重0℃的水使其温度上升1℃所需的热量。
2.1瓦特的功率工作1秒钟等于1焦尔。
3.1卡等于4.2焦尔
4.空气的定压(10mmAq)比热(Cp)=0.24(Kcal/Kg℃)
5,负压风机报价.标准状态空气：温度20℃、大气压760mmHg 、湿度65%的潮湿空气为标准空气，此时 单位体积空气的重量（又称比重量）为1200g/M*3
6.CMM、CFM都是指每分钟所排出空气体积，前者单位为立方米/每分；后者单位为立方英呎/每分钟。1CMM=35.3CFM。
2, 公式推算
一、 得知：风扇总排出热量(H)=比热(Cp )×重量(W)×容器允许温升(△Tc)
因为：重量W=(CMM/60) ×D=单位之间(每秒)体积乘以密度
=(CMM/60)·1200g/M*3
=(Q/60) ×1200g/M*3
所以：总热量(H)=0.24(Q/60) ·1200g/M*3·△Tc
二、 电器热量(H)=( P[功率] t [秒] )/4.2
三、 由一、二得知: 0.24(Q/60) ·1200g/M*3·△Tc=(P·t)/4.2
Q=(P×60)/1200·4.2·0.24·△Tc
Q=0.05P/△Tc……………………………………………… (CMM)
=0.05·35.3 P/△Tc=1.76 P/△Tc…………………………(CFM)
四、 换算华氏度数为：Q=0.05·1.8 P/△Tf=0.09 P/△Tf………………………(CMM)
=1.76·1.8 P/△Tf=3.16 P/△Tf&hellip,厂房排风机;………………………(CFM)
3, 范例
例一：有一电脑消耗功率150瓦，风扇消耗5瓦，当夏季气温最噶30℃，设CPU 允许工作60℃，所需风扇风量计算如下：
P=150W+5W=155W；△Tc=60-30=30
Q=0.05×155/30=0.258CMM=9.12CFM(为工作所需风量)
所以,应选择实际风量为Qa之风扇
例二：有一SWITCHING电源供应器消耗功率250瓦，风扇消耗20瓦，当地夏季气温最高55℃，设该供应器允许工作95℃，所需风扇风量计算如下：
P=250W+20W=270W；△Tf=95-55=40
Q=0.09×270/40=0.6075CMM=21.44CFM(为工作所需风量)
所以,应选择实际风量为Qa之风扇
关于改变叶轮转速调整离心通风机工作点的探讨问题！
在矿井开采过程中，随着并下巷道的掘进延伸及采区工作面数目的增加，通风网络阻力也将不断增加。并且随着产量的增加,生产负压风机，矿井瓦斯涌出量也随着增加。为了适应这种变化，应当根据需要调整风机的工况点。
众所周知离心式通风机常用的调整工况点的方法有三种：改变叶轮转速调整法、前导器调整法。
闸门节流法一般在风机投入运行后进行，并且调节的幅度也很小，故效果不明显，目前在矿井运行的4－72系列通风机，大多数都没有设置前导器，故不能用前导器调整工作点。离心．通风机工作点调整的主要措施晕改变风机叶轮转速，在一般教［科书中，仅只笼统介绍离心式风机可采用更换皮带轮或电动机5的方法改变叶轮转速来达到调整工作点的目的，很少具体介绍g更换皮带轮或电动机的方法和原则。另外矿用电动机的制造成体较高，价格昂贵，盲目更换会给企业造成浪费或经济损失。所以，有必要对此加以研讨，以充分挖掘设备潜力、节约资。下面结合实例说明改变风机工作点的具体过程和效果。
在改变叶轮转速的操作之前，需要在理论上进行计算。
1.确定新工作点叶轮应有的转速
确定新工作点下风机叶轮转速的方法有两种·，一是在矿井经过网路特性测定之后，可将网路特性曲线绘制在通风机个体特性曲线上，根据风量、风压的要求确定新工作点时的转速。如果工作点位于两条转速线之间，可用内插法确定转速。其二，若没有条件测定网路特性曲线，可用比例定律估算。
2.更换皮带轮
确定叶轮转速后，接着应考虑更换电动机皮轮来满足要求。根据传动理论，应加大电动机皮带轮的直径，不得减小板动轮的直径。
3.验算电机的功率
在验算电机功率时，应按正在使用的电机进行，可先不虑备用系数，当验算结果显出电机稍有过负荷时，不要盲目技出更换电机，而应对电机运动数据进行分析，同时也应分析｝算数据和实际运行数据之间的误差因素，通过综合分析比较方可确定经济合理的方案。
实例：郑州煤炭集团公司某矿，由于原煤产量增加，急增加矿井风量（该矿井单翼生产，一个风并抽出式通风）。根瓦斯涌出量，确定矿井风量需增加到65m31s，全压力 1．47hP。该矿养猪通风设备的有关技术数据如下表1。（l）根据以上条件，用比例定律估算转速
由n1/n2＝Q1/Q2 得n2=n1 Q2/Q1＝627．5 r/min
表 1
风机型号 4-72-11-NO.20B 电机型号 JS126-8
叶轮转速(r/min) 560 额定电压(V) 380
实测风量(m3/s) 58 额定电流(A) 210
实测全压(kPa) 1.176 额定功率(kw) 110
带轮直径(mm) D2=800 额定转速(r/min) 730
确定转速为 630r/min。
(2）计算加大后主动带轮的直径 D=D2n2/n＝690mm
(3)验算电动机的功率
根据调整后参数Q=65m3/s，全压1.47kP。，及通风机效率η＝0．82，传动效率ηc＝0．95，得电动机功率：
N＝HQ/(102ηηc）=123kw＞110kw
由此计算数据可知电机已过负荷，应更换电机。
（4）对通风机实际运动情况分析
根据实测：Q=58m3/s，H＝l·17kPa
(5)计算电机功率
N理=HQ/(120ηηc)=88kw
风机运行时电动机的电流I＝120A 电压U＝80v
功率因数 cosφ＝0．9
计算电动机的功率：Nλ＝ kw
由此，电动机的输人功率与计算功率之间存在着误差，其√3cosφUI=71kw
电动机的实际输人功率与计算出的功率的比值为：Nλ/N理=71/88x100%=81%
若按比例考虑，新工作点下电动机的输人NλxN理=99．6kw＜110kw，可知采用原电动机能满足要求不超负荷。
5.实际运行结果
综合上述分析，该矿仍采用原电动机，只是电机皮带轮由原先的 610mm更改为 690mm，更换皮带轮后风机运行状况良好。工作点调整后，通过实测风量比原来增加 500m’lmin，全压增加！ 96Pa满足了矿井的需要
离心风机设计时几个重要方案的选择：
(1)离心风机叶片型式的合理选择：常见风机在一定转速下，后向叶轮的压力系数中Ψt较小，则叶轮直径较大，而其效率较高；对前向叶轮则相反。
(2)离心风机传动方式的选择：如传动方式为A、D、F三种，则风机转速与电动机转速相同；而B、C、E三种均为变速，设计时可灵活选择风机转速。一般对小型风机广泛采用与电动机直联的传动A，，对大型风机，有时皮带传动不适，多以传动方式D、F传动。
对高温、多尘条件下，传动方式还要考虑电动机、轴承的防护和冷却问题。
(3)蜗壳外形尺寸的选择：蜗壳外形尺寸应尽可能小。对高比转数风机，可采用缩短的蜗形， 对低比转数风机一般选用标准蜗形。有时为了缩小蜗壳尺寸，可选用蜗壳出口速度大于风机进口速度方案，此时采用出口扩压器以提高其静压值。
(4)叶片出口角的选定：叶片出口角是设计时首先要选定的主要几何参数之一。为了便于应用，我们把叶片分类为：强后弯叶片(水泵型)、后弯圆弧叶片、后弯直叶片、后弯机翼形叶片；径向出口叶片、径向直叶片；前弯叶片、强前弯叶片(多翼叶)。表1列出了离心风机中这些叶片型式的叶片的出口角的大致范围。
(5)叶片数的选择：在离心风机中，增加叶轮的叶片数则可提高叶轮的理论压力，因为它可以减少相对涡流的影响(即增加K值)。但是，叶片数目的增加，将增加叶轮通道的摩擦损失，这种损失将降低风机的实际压力而且增加能耗。因此，对每一种叶轮，存在着一个最佳叶片数目。具体确定多少叶片数，有时需根据设计者的经验而定。根据我国目前应用情况，在表2推荐了叶片数的选择范围。
(6)全压系数Ψt的选定：设计离心风机时，实际压力总是预先给定的。这时需要选择全压系数Ψt，全压系数的大致选择范围可参考表3。
(7)离心叶轮进出口的主要几何尺寸的确定：叶轮主要尺寸示于图1。叶轮是风机传递给气体能量的唯一元件，故其设计对风机影响甚大；能否正确确定叶轮的主要结构，对风机的性能参数起着关键作用。它包含了离心风机设计的关键技术--叶片的设计。而叶片的设计最关键的环节就是如何确定叶片出口角β2A。
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