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  風機選型計算  
 

一、風機選型的基本知識:
 
1、標準狀態:指風機的進口處空氣的壓力P=101325Pa,溫度t=20℃,相對濕度φ=50%的氣體狀態。
2、指定狀態:指風機特指的進氣狀況。其中包括當地大氣壓力或當地的海拔高度,進口氣體的壓力、進口氣體的溫度以及進口氣體的成份和體積百分比濃度。
3、風機流量及流量系數
   3.1、流量:是指單位時間內流過風機進口處的氣體容積。 用Q表示,通常單位:m3/h或m3/min。
   3.2、流量系數:φ=Q/(900πD22×U2) 式中:φ:流量系數 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、風機全壓及全壓系數
   4.1、風機全壓:風機出口截面上的總壓與進口截面上的總壓之差。用PtF表示,常用單位:Pa
   4.2、全壓系數:ψt=KpPtF/ρU22式中, ψt:全壓系數  Kp:壓縮性修正系數  PtF:風機全壓,Pa  ρ:風機進口氣體密度,Kg/m^3 u2:葉輪外緣線速度,m/s

5、風機動壓:風機出口截面上氣體的動能所表征的壓力,用Pd表示。常用單位:Pa

6、風機靜壓:風機的全壓減去風機的動壓,用Pj表示。常用單位:Pa

7、風機全壓、靜壓、動壓間的關系
 
   風機的全壓(PtF)=風機的靜壓(Pj)+風機的動壓(Pd)

8、風機進口處氣體的密度:氣體的密度是指單位容積氣體的質量,用ρ表示,常用單位:Kg/m3

9、風機進口處氣體的密度計算式: ρ=P/RT 式中:P:進口處絕對壓力,Pa R:氣體常數,J/Kg·K。與氣體的種類及氣體的組成成份有關。T:進口氣體的開氏溫度,K。與攝氏溫度之間的關系:T=273+t

10、標準狀態與指定狀態主要參數間換算
 
   10.1、流量:ρQ=ρ0Q0
   10.2、全壓:PtF/ρ= PtF0/ρ0
   10.3、內功率:Ni/ρ= Ni0/ρ0
   注:式中帶底標“0”的為標準狀態下的參數,不帶底標的為指定狀態下的參數。

11、風機比轉速計算式: Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4式中: Ns:風機的比轉速,重要的設計參數,相似風機的比轉速均相同。 n:風機主軸轉速,r/min Q0:標準狀態下風機進口處的流量,m3/s Kp: 壓縮性修正系數  PtF0: 標準狀態下風機全壓,Pa

12、壓縮性修正系數的計算式:

    Kp=k/(k-1)×[(1+p/P)(k-1)/k-1]×(PtF/P)-1 式中:PtF:指定狀態下風機進口處的絕對壓力,Pa k:氣體指數,對于空氣,K=1.4

13、風機葉輪直徑計算式: D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2

    式中:D2:葉輪外緣直徑,m n:主軸轉速:r/min Kp:壓縮性修正系數  PtF0:標準狀態下風機全壓,單位:Pa  ρ0:標準狀態下風機進口處氣體的密度:Kg/m3 ψt:風機的全壓系數

14、管網:是指與風機聯接在一起的,氣流流經的通風管道以及管道上所有附件的總稱。

15、管網阻力的計算式:Rj=KQ2  式中: Rj:管網靜阻力,Pa

K:管網特性系數與管道長度、附件種類、多少等因素有關,確定其值的方法通常采用:計算法,類比法和實際測定法。 Q:風機的流量,m3/s

16、常見壓力單位間的換算關系:

   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、 選型實例(僅舉一例)

  為2T/h工業鍋爐選擇一臺引風機。已知最大負荷時所需風機性能參數及相應的進氣條件,如下:
   流量:Q=6800 m3/h ,進口溫度:t1=200℃
   全壓:PtF=2010 Pa , 進口絕對壓力P=96000 Pa

   解:1、每秒鐘流量:Qs=6800/3600= 1.89 m3/s

  2、指定條件下空氣密度:ρ=P/RT=96000/(287×(273+200))=0.707 Kg/m3

  3、換算為標準狀態下的全壓: PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa

  4、選定風機主軸轉速:n =2800 r/min

  5、計算壓縮性修正系數:

   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、計算所需風機的比轉速:

   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型離心引風機,查得該型風機無因次特性曲線最高效率點參數為:
   流量系數:φ=0.1225 全壓系數:ψt=0.536 內效率:η=0.835

  8、計算葉輪外徑:
   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引風機

  9、校核內功率:
  Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
  電機容量儲備系數取為1.3,帶傳動機械效率取0.95,所需功率為:6.15KW
  選用電機為:7.5KW-2極(型號:Y132S2-2)

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