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气动风机(气动风机原理)(气动和风动)

来源:货拉客微商 热度: 时间:2024-04-29 04:30:18
风机风量风压之间的关系?

好问题也是一个很难简化回答的问题

首先是观念问题

选择风机的要件—— 风压、风量和转数,靠厂家提供的H-Q性能曲线,

如果你也是如此选用,那就可以简单告诉你,风压、风量的关系就是那条H-Q性能曲线。

接下来就是只要搞清楚这条H-Q性能曲线是怎么产生的,问题就迎刃而解了

难题开始啦,此处牵扯到通风机的设计,若不谈结构设计和强度计算等内容。

通风机的设计包括气动设计计算只有——通风机的气动设计分相似设计和理论设计两种方法

通风机 【离心式】在设计中根据给定的条件:容积流量,通风机全压ΔP,工作介质及其密度ρ ,以及其它要求,确定通风机的主要尺寸,例如,

直径及直径比1 2 D D ,

转速n,进出口宽度1 b 和2 b ,

进出口叶片角A 1β 和2A β ,

叶片数Z,

叶片的绘型,

扩压器设计等,以保证通风机的性能。

攸关理论设计部分此处限于篇幅不作谈论【相关书籍很多、百度上也找的到】

相似设计

根据叶轮机械的相似理论,要保证气流经过了两个叶轮后的流动过程相似必须满足几何相似,运动相似和动力相似.在通风机叶轮中由于空气的重度小可以忽略重力的作用.同时由于速度低可以忽略气体弹性力的作用。只考虑粘性力,压力和惯性力,这三个力组成一个力的三角形,当雷诺数相等时,粘性力和惯性力比例相等,且方向相同时,力的三角形相似。所以通风机中只要雷诺数相等就会满足动力相似的条件,可以证明只要满足以上的相似条件,通风机的无因次数就一定会相等。

通风机的无因次数如下:【计算式烦请参考相关书籍】

(1) 压力系数(P)ψ表示压力与叶轮出口动能ρu22/2 之比。压力系数实际上就是欧拉数。

(2) 流量系数Ф,表示速度三角形相似。同时也表示斯特鲁哈数相等。

(3)功率系数λ。

(4) 比转速、转速系数σ和直径系数δ

在实际应用中单靠ψ和φ来定量地估计离心叶轮的主要性能是不够的.还需要有一些与通风机尺寸和转速有关的系数.

比转速ns 是一台“单位机械”的转速。“单位机械”是一台与给定机械完全相似的通风机 【离心式】, 其尺寸产生1m 的压头和1m3/s 的流量时使用1 单位功率,其转速就是给定机械的比转速ns,根据相似定理:相似通风机只要给定两个物理量的比值就可以求出其它

量的比值。例如两个通风机1 和2 相似,同时ρ1=ρ2,那么给定全压比及流量比Q1/Q2 就可

以表示为其它量D1/D2,N1/N2,n1/n2 等的比值:

D2/ D1 =( Q2/ Q1)1/2 (ΔP1/ΔP2) 1/4 (ρ2/ρ1) 1/4

n2/ n1 =( Q1/ Q2)1/2 (ΔP2 (ρ1/ρ2) 3/4

N2/ N1 =( Q2/ Q1) (ΔP2/ΔP1)

对于单位通风机2,Q2=1,ΔP2=1,n2=

那么么n s =Q1/2/ΔP 3/4

OK上式为比转速的定义式。也是风压、风量的关系式

比转速可以用来划分通风机的类型。比转速大的通风机流量大,全压低多为轴流式。

比转速小的通风机流量小,压力高,多为离心式。例如:

比转速=2.7~12(15~65)* 为前弯型离心通风机

比转速 =3.6~16.6(20~90) 为后弯型离心通风机

比转速16.6~17.6 (90~95) 单级双进气式并联离心通风机 ns'=1.414 ns

比转速18~36(100~200) 为轴流式通风机

比转速1.8~2.7(10~15) 罗茨式其它型式的通风机

此外比转速可以反映风机的几何形状并用于相似设计。

【特别注意】

相似通风机的比转速相等,但比转速 相等的通风机,不一定相似。比转速 是有量纲的量。

重点知道详细参考书籍会有更详细解说【提醒一下别被理论式给搞迷糊了】

风机噪声产生因素是什么

风机噪声处理技术

降噪减振技术:风机是一种量大面广的通用机械设备,在化工、石油、冶金、矿山、机械等工业部门以及某些民用部门得到广泛应用,风机在运转中产生的噪声常常成为影响工人健康和干扰环境安静的祸源,严重干扰人们的正常工作和休息,以至成为公害。而风机离散噪声(旋转噪声):与叶轮的旋转有关。特别在高速、低负荷情况下,这种噪声尤为突出。离散噪声是由于叶片周围不对称结构与叶片口设计试验旋转所形成的周向不均匀流场相互作用而产生的噪声,一般认为有以下几种:(1)进风口前由于前导叶或金属网罩存在而产生的进气干涉噪声(2)叶片在不光滑或不对称机壳中产生的旋转频率噪声(3)离心出风口由于蜗舌的存在或轴流式风机后导叶的存在而产生的出口干涉噪声,离散噪声具有离散的频谱特性,基频( i=1时对应的频率)噪声最强,高次谐波依此递减。风机涡流噪声:是由气流流动时的各种分离涡流产生的,一般认为有4种成因(1)当具有一定的来流紊流度的气流流向叶片时产生的来流紊流噪声(2)气流流经叶片表面由于脉动的紊流附面层产生的紊流边界层噪声(3)由于叶片表面紊流附面层在叶片尾缘脱落产生的脱体旋涡噪声(4)轴流通风机由于凹面压力大于凸面而在叶片顶端产生的由凹面流向凸面的二次流被主气流带走形成的顶涡流噪声。

二 原 理

风机叶片穿孔法降低风机涡流噪声为了降低风机涡流噪声,通常可以采用工作轮叶片穿孔法,因为叶片出口处经常出现涡流分离,而采用叶片穿孔方法可以使部分气流自叶片高压面流向叶片低压面,可以促使叶片分离点向流动下方移动,其机理等同于附面层吹风。这样降低了叶片出口截面的分离区,分离区涡流强度和尺寸减少,噪声也随之减少。但是大的穿孔系数会使压差降低过快,达不到要求的能量头,因此叶片穿孔法关键是穿孔排数、穿孔面积、穿孔系数、穿孔直径和穿孔偏角的设计,具体降噪方法如下:

(1)增强叶栅的气动力栽荷, 降低圆周速度

对于风机采用强前向叶片,且多叶片叶轮有利于增大叶栅的气动力载荷,在得到同样风量风压情况下,叶轮叶片外圆上圆周速度可使风机噪声明显降低。

(2)合理的蜗舌间隙和蜗舌半径

当气流与叶片做相对运动时,叶片后缘的气流尾迹中速度及压力均小于主流区,使叶栅后的气流速度与压力分布皆不均匀,这种不均匀的气流在旋转,由于在动叶的气流出口有蜗舌存在,则这种非稳定流动与蜗舌相互作用将产生噪声, 距离噪声愈近噪声愈烈,通常适当取较大的风舌前端半径可以降低离心风机的旋转噪声与涡流噪声。

(3) 蜗舌倾斜

风机叶轮叶栅气流的周期性脉动速度所产生的周期性脉动气动力也使蜗舌相互作用产生旋转噪声,此噪声大小与脉动气动力的剧烈程度及涡舌的迎风面积有关,把蜗舌做成倾斜式,则同相位的脉动气动力的作用面积小了,辐射的噪声也就减小了。

(4)叶轮入(出)口处加紊流化装置

在风机叶轮叶片的入口或出口处加紊流化装置(金属网)可以使叶片背面的层流附面层立即转换成紊流附面层, 推迟叶片背面附面层的分离,甚至不分离, 叶片后缘装上网,网后的气流速度与压力梯度能迅速变均匀,若网在涡区中则可将涡区大大缩小,可进一步减噪.

(5)在动叶进出气边上设锯齿形结构

在动叶进出气边上设锯齿形结构可使叶片上气流层流附面层较早地转化为紊流,从而避免层流附面层中的不稳定波导致涡流分离,使涡流分离,噪声降低。

(6)在蜗舌处设置声学共振器

蜗舌处设置声学共振器,当声波传到共振器时,小孔孔径和空腔中的气体存声波作用下来回运动,这运动的气体具有一定的质量,它抗拒由于声波作用而引起的运动,同时声波进入小孔孔径时,由于颈壁的摩擦和阻尼,使相当一部分声能因热耗而损失掉。另外充满气体的空腔具有阻碍来自小孔的压力变化的特性,由于这些因素的共同作用,当气体通过共振器时,噪声得到了降低。

三 结 论

(1)风机叶轮、风机轴、皮带轮及联轴器等旋转零部件须进行严格的静平衡和动平衡校正,合格后才能组装成台。准予出厂,同时还应合理选用电机冷却风扇叶片与导风圈之间的间隙等,有效降低电机冷却风扇叶片的旋转噪声。

(2)定期检查风机各零部件的联接螺栓及地脚螺栓是否松动,轴承是否异常磨损或润滑不良。传动带是否张紧等。若发现情况异常时,应立即停车排除。

(3)安装时,风机与钢筋混凝土基础之间应垫橡胶、软木板或毛毡板等软质材料。使离心风机传递给钢筋混凝土基础的振动得到***限度减弱或消除。

(4)在风机的进风口和排风口处安装一段橡胶软管,可将离心风机传递给风管的振动在橡胶软管处得到***限度减弱或消除

(5)合理选用电机冷却风扇叶片的形状及直径等参数。有效降低电机冷却风扇的涡流噪声。

(6)风机进风口及排风口处安装消声器消声器是利用多孔吸声材料来吸收声能的,当声波通过衬贴多孔吸声材料的进风口及排风口处时。声波将激发多孔吸声材料中的无数小孔中的空气分子产生剧烈地运动、其中大部分声能用于克服摩擦阻力和粘滞阻力并转变成热能而消耗掉.从而降低离心风机所产生的空气动力噪声。实践表明。在离心风机的进风口及排风口处安装消声器.通常能降低进风口及排风口处产生的空气动力噪声约20~30分贝 (A)。

(7)因离心风机的叶轮叶片排风口的尺寸通常大于前盘处进风口的尺寸,所以气流在风机中流动时,将在进风口

圆弧段部位处形成许多涡流。涡流将与风机蜗壳及进风口零部件产生多次频繁地碰撞而形成空气动力噪声。可在风机进风口处位于风机蜗壳内部的外围处设计制作即增设整流圈及挡板,就能有效地防止气流在风机进风口处形成涡流,从而降低离心风机所产生的空气动力噪声。

(8)风机叶轮叶片设计制作成后掠式扭曲叶片,即该风机叶轮叶片在排风口处适度向前倾斜,而在进风口处又适度向后倾斜,就可以避免气体流道急剧变化。阻止气体产生涡流.从而减少离心风机所产生的空气动力噪声。

参考文献

伍先俊 李志明 风机叶片噪声机理及降噪 风机技术 2001年

于清海 王辉 黄为军 风机噪声控制方法的研究 矿山机械 2006年

郑冬明 风机噪声的控制 《化工装备技术》 1998年

蔡祖光 离心风机噪声的产生与控制 佛山陶瓷 2005年

怎样降低风机的噪音

一、风机现场噪声分析

针对工业常见的罗茨风机来说,其产生噪声的位置通常主要是风机的进出气口,风机设备外壳、电机、部件产生的机械噪声,以及设备震动产生的震动传递噪声。其中进出气口产生的空气动力型噪声是风机设备噪声中噪声值***、最常见的,主要呈现为旋转噪声和风机涡流噪声,严重的情况下,风机噪声值可以达到120分贝。常见的多是在95-105分贝。

二、风机设备降噪目标要求

风机设备多数使用在工厂,对于工业厂区的风机设备降噪要求是在8小时工作时间内,厂房内噪声低于85分别。对于油烟风机或者屋顶风机根据使用环境区域,二类商业办公区域要求低于夜间50分贝,白天低于60分贝,一类住宅医院等区域夜间低于45分贝,白天低于55分贝。

三、风机噪声处理技术方案

1.风机机械噪声处理:机械噪声可以通过提高风机部件之间的润滑度、装配的精度、更换新零件等措施进行处理。

2.风机空气动力型噪声处理:

使用进出风消声器:在风机进出风口噪声普遍比其他位置噪声高10分贝以上,所以在进出风口安装消声器可以有效的降低进出风产生的空气动力型噪声,消声器类型可以选择阻抗复合式消声器,消音量可以达到25分贝以上。

使用风机隔声罩:隔声罩采用了复合隔音板材作为主体,将单台风机或者所有风机都封闭在内,成为风机隔声罩或者隔音房,此方法对于风机的降噪效果好,但是场地要求高。同时隔音房还要配套使用隔声门窗、通风散热系统等等。

风机房改造:在原有的风机房进行隔音改造,可以将风机房改造成完整的隔音房间,也可以采用隔声门窗、屏障、隔声墙等进行噪声阻隔和屏蔽,有助于降低成本。

风机管道处理:风机管道也会产生噪声,包括内部气流冲击噪声以及管道震动噪声,可以使用吸音棉进行包扎,隔绝气流冲击噪声传出,也可以使用阻尼隔音毡隔绝冲击产生的震动。

设备减震:风机工作会产生部分震动,处理措施包括在风机底座铺设浮筑地面或者是安装减震基础,达到降低震动固体结构传声的效果。

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