风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称,通常所说的风机包括通风机,鼓风机,压缩机以及罗茨鼓风机,但是不包括活塞压缩机等容积式鼓风机和压缩机。气体压缩和气体输送机械是把旋转的机械转换为气体压力能和动能,并将气体输送出去的机械。
风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却;锅炉和工业炉窑的通风和引风;空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风;谷物的烘干和选送;风洞风源和气垫船的充气和推进等。
风机的工作原理与透平压缩机基本相同,只是由于气体流速较低,压力变化不大,一般不需要考虑气体比容的变化,即把气体作为不可压缩流体处理。
风机历史
风机已有悠久的历史。中国在公元前许多年就已制造出简单的木制砻谷风车,它的作用原理与现代离心风机基本相同。1862年,英国的圭贝尔发明离心风机,其叶轮、机壳为同心圆型,机壳用砖制,木制叶轮采用后向直叶片,效率仅为40%左右,主要用于矿山通风。1880年,人们设计出用于矿井排送风的蜗形机壳,和后向弯曲叶片的离心风机,结构已比较完善了。
1892年法国研制成横流风机;1898年,爱尔兰人设计出前向叶片的西罗柯式离心风机,并为各国所广泛采用;19世纪,轴流风机已应用于矿井通风和冶金工业的鼓风,但其压力仅为100~300帕,效率仅为15~25%,直到二十世纪40年代以后才得到较快的发展。
1935年,德国首先采用轴流等压风机为锅炉通风和引风;1948年,丹麦制成运行中动叶可调的轴流风机;旋轴流风机、子午加速轴流风机、斜流风机和横流风机也都获得了发展。
风机分类
风机按使用材质分类可以分好几种,如铁壳风机(普通风机)、玻璃钢风机、塑料风机、铝风机、不锈钢风机等等
风机分类可以按气体流动的方向,分为离心式、轴流式、斜流式(混流式)和横流式等类型。
风机根据气流进入叶轮后的流动方向分为:轴流式风机、离心式风机和斜流(混流)式风机。
风机按用途分为压入式局部风机(以下简称压入式风机)和隔爆电动机置于流道外或在流道内,隔爆电动机置于防爆密封腔的抽出式局部风机(以下简称抽出式风机)。
风机按照加压的形式也可以分单级、双级或者多级加压风机。如4-72是单级加压,罗茨风机则是多级加压风机
风机性能参数
风机的性能参数主要有流量、压力、功率,效率和转速。另外,噪声和振动的大小也是主要的风机设计指标。流量也称风量,以单位时间内流经风机的气体体积表示;压力也称风压,是指气体在风机内压力升高值,有静压、动压和全压之分;功率是指风机的输入功率,即轴功率。风机有效功率与轴功率之比称为效率。风机全压效率可达90%。
鼓风机
在东汉初年, 南阳太守杜诗就设计并制造了一种水力鼓风机用于冶金铸造业。它是用水转动水轮,通过一系列的曲轴、连杆、往复杆装置, 把圆周运动转化为拉风箱的直线运动。它包括动力系统、传动系统和工作系统, 具有真正机器的主要特征。不仅如此, 把这种操作程序反过来, 就是蒸汽机活塞的直线往复运动向圆周运动的转换。我国冶金最初用的是冶金皮囊, 战国时已有四囊。汉代用“马排”、“牛排”以至杜诗的水排。宋代已有类似于手风琴的木风扇。这是一种有自动阀门的风箱。特别是到了明末, 已出现了活塞式鼓风机。公元2002年,鼓风机得到了发展,浙江杭州德尔风机,制造了不用电的风机,采用不锈钢材质,利用空气对流的原理达到通排风的效果,取名长林东无动力屋顶通风器(又名无动力鼓风机),属于新型环保节能风机。
冶金鼓风机出现于公元二世纪,同样是中国古代发明之一,也是蒸气机的原理始祖之一,于1200年传入欧洲。
鼓风机特点
在设计条件下,风压为30kPa~200KPa或压缩比e=1.3~3的风机叫鼓风机。
1、由于叶轮在机体内运转无摩擦,不需要润滑,使排出的气体不含油。是化工、食品等工业理想的气力输送气源。
2、鼓风机属容积运转式鼓风机。使用时,随着压力的变化,流量变动甚小。但流量随着转速而变化。因此,压务的选择范围很宽,流量的选择可通过选择转速而达到需要。
3、鼓风机的转速较高,转子与转子、转子与机体之间的间隙小,从而泄露少,容积效率较高。我厂加工和装配技术力量强,能保证间隙的合理、均匀,既达到较高的容积效率又不至于机体内因热膨胀而发生摩擦。
4、鼓风机的结构决定其机械摩擦损耗非常小。因为只有轴承和齿轮副有机械接触在选材上,转子、机壳和齿轮圈有足够的机械强度。运行安全,使用寿命长是本厂鼓风机产品的一大特色。
5、本厂鼓风机的转子,均经过静、动平衡校验。成品运转平稳、振动极小。
鼓风机分类
1.按风压分
根据风机的压力, 可将风机分为低压风机、中压风机和高压风机.
其压力范围如下:
低压: 风机全压 H ≤1000Pa
中压: 1000Pa < H ≤ 3000Pa
高压(离心风机): 3000Pa < H ≤15000 Pa
通风工程中大多采用低压与中低压风机。
2.按用途分
可分为通用风机,排尘风机,工业通风换气风机, 锅炉引风机,矿用风机等。
风机广泛应用于隧道、地下车库、高级民用建筑、冶金、厂矿等场所的通风换气及消防高温排烟。根据用途不同, 可大致将常用的风机分为以下类型:
⑴离心压缩机
⑵电站风机
⑶一般离心通风机
⑷一般轴流通风机
⑸罗茨鼓风机
⑹污水处理风机
⑺高温风机
⑻空调风机
⑼消防风机
⑽矿井风机
⑾烟草风机
⑿粮食风机
⒀船用风机
⒁排尘风机
⒂屋顶风机
⒃锅炉鼓引风机
矿用风机按其用途不同又可分为: 主扇、辅扇和局扇。主扇用于全矿井的通风, 辅扇用于通风网络中某分支风路的风量调节, 局扇用于局部地点的通风。
3.按原理分
可分为离心式风机和轴流式通风机