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風(fēng)機(jī)選型計(jì)算

更新時(shí)間:2013-07-16      瀏覽次數(shù):3770

 一、風(fēng)機(jī)選型的基本知識(shí): 
1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài):指風(fēng)機(jī)的進(jìn)口處空氣的壓力P=101325Pa,溫度t=20℃,相對(duì)濕度φ=50%的氣體狀態(tài)。 
2、狀態(tài):指風(fēng)機(jī)特指的進(jìn)氣狀況。其中包括當(dāng)?shù)卮髿鈮毫虍?dāng)?shù)氐暮0胃叨?,進(jìn)口氣體的壓力、進(jìn)口氣體的溫度以及進(jìn)口氣體的成份和體積百分比濃度。 
3、風(fēng)機(jī)流量流量系數(shù) 
3.1、流量:是指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的氣體容積。 
用Q表示,通常單位:m3/h或m3/min。 
3.2、流量系數(shù):φ=Q/(900πD22×U2) 
式中:φ:流量系數(shù) Q:流量,m3/h
D2:葉輪直徑,m 
U2:葉輪外緣線速度,m/s(u2=πD2n/60) 
4、風(fēng)機(jī)全壓及全壓系數(shù): 
4.1、風(fēng)機(jī)全壓:風(fēng)機(jī)出口截面上的總壓與進(jìn)口截面上的總壓之差。用PtF表示,常用單位:Pa
4.2、全壓系數(shù):ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全壓系數(shù)  Kp:壓縮性修正系數(shù)  PtF:風(fēng)機(jī)全壓,Pa  ρ:風(fēng)機(jī)進(jìn)口氣體密度,Kg/m^3 u2:葉輪外緣線速度,m/s
5、風(fēng)機(jī)動(dòng)壓:風(fēng)機(jī)出口截面上氣體的動(dòng)能所表征的壓力,用Pd表示。常用單位:Pa
6、風(fēng)機(jī)靜壓:風(fēng)機(jī)的全壓減去風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓,用Pj表示。常用單位:Pa
7、風(fēng)機(jī)全壓、靜壓、動(dòng)壓間的關(guān)系: 
風(fēng)機(jī)的全壓(PtF)=風(fēng)機(jī)的靜壓(Pj)+風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓(Pd) 
8、風(fēng)機(jī)進(jìn)口處氣體的密度:氣體的密度是指單位容積氣體的質(zhì)量,用ρ表示,常用單位:Kg/m3
9、風(fēng)機(jī)進(jìn)口處氣體的密度計(jì)算式: ρ=P/RT 
式中:P:進(jìn)口處壓力,Pa R:氣體常數(shù),J/Kg·K。與氣體的種類及氣體的組成成份有關(guān)。
T:進(jìn)口氣體的開(kāi)氏溫度,K。與攝氏溫度之間的關(guān)系:T=273+t
10、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與狀態(tài)主要參數(shù)間換算: 
10.1、流量:ρQ=ρ0Q0 
10.2、全壓:PtF/ρ= PtF0/ρ0 
10.3、內(nèi)功率:Ni/ρ= Ni0/ρ0
注:式中帶底標(biāo)“0”的為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的參數(shù),不帶底標(biāo)的為狀態(tài)下的參數(shù)。 
11、風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速計(jì)算式: Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中: Ns:風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速,重要的設(shè)計(jì)參數(shù),相似風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速均相同。 n:風(fēng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速,r/min 
Q0:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的流量,m3/s Kp: 壓縮性修正系數(shù)  PtF0: 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)全壓,Pa 
12、壓縮性修正系數(shù)的計(jì)算式: 
Kp=k/(k-1)×[(1+p/P)(k-1)/k-1]×(PtF/P)-1
式中:PtF:狀態(tài)下風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的壓力,Pa k:氣體指數(shù),對(duì)于空氣,K=1.4
13、風(fēng)機(jī)葉輪直徑計(jì)算式: D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
式中:D2:葉輪外緣直徑,m n:主軸轉(zhuǎn)速:r/min Kp:壓縮性修正系數(shù)  PtF0:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)全壓,單位:Pa
ρ0:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)機(jī)進(jìn)口處氣體的密度:Kg/m3 ψt:風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù) 
14、管網(wǎng):是指與風(fēng)機(jī)聯(lián)接在一起的,氣流流經(jīng)的通風(fēng)管道以及管道上所有附件的總稱。 
15、管網(wǎng)阻力的計(jì)算式:Rj=KQ2
式中: Rj:管網(wǎng)靜阻力,Pa
K:管網(wǎng)特性系數(shù)與管道長(zhǎng)度、附件種類、多少等因素有關(guān),確定其值的方法通常采用:計(jì)算法,類比法和實(shí)際測(cè)定法。
Q:風(fēng)機(jī)流量,m3/s
16、常見(jiàn)壓力單位間的換算關(guān)系: 
1毫米水柱(mmH2O)=9.807帕(Pa)
17、大氣壓力與海撥高度間近似關(guān)系: P=101325-(9.4~11.2)H
式中:P:大氣壓力Pa H:海撥高度:m
二、 選型實(shí)例(僅舉一例) 
  為2T/h工業(yè)鍋爐選擇一臺(tái)引風(fēng)機(jī)。已知zui大負(fù)荷時(shí)所需風(fēng)機(jī)性能參數(shù)及相應(yīng)的進(jìn)氣條件,如下: 
流量:Q=6800 m3/h ,進(jìn)口溫度:t1=200℃
全壓:PtF=2010 Pa , 進(jìn)口壓力P=96000 Pa
解:1、每秒鐘流量:Qs=6800/3600= 1.89 m3/s
  2、條件下空氣密度:ρ=P/RT=96000/(287×(273+200))=0.707 Kg/m3
  3、換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的全壓: PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa
  4、選定風(fēng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速:n =2800 r/min
  5、計(jì)算壓縮性修正系數(shù): 
   Kp=K/(K-1)[(1+PtF/P)((k-1)/k)-1]×(PtF/P)-1
    =1.4/(1.4-1) ×[(1+2010/96000)(1.4-1)/1.4-1] ×(2010/96000)-1
    =0.9926
  6、計(jì)算所需風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速: 
   Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
    =5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4
    =48
  7、選用Y5-48型離心引風(fēng)機(jī),查得該型風(fēng)機(jī)無(wú)因次特性曲線zui率點(diǎn)參數(shù)為: 
   流量系數(shù):φ=0.1225 全壓系數(shù):ψt=0.536 內(nèi)效率:η=0.835
  8、計(jì)算葉輪外徑: 
   D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
    =(27/2800)×[0.9926×3412/(2×1.2×0.536 )]1/2
    =0.497m
  選用Y5-48-11№5C引風(fēng)機(jī) 
  9、校核內(nèi)功率: 
  Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
  電機(jī)容量?jī)?chǔ)備系數(shù)取為1.3,帶傳動(dòng)機(jī)械效率取0.95,所需功率為:6.15KW
  選用電機(jī)為:7.5KW-2極(型號(hào):Y132S2-2)

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