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離心風(fēng)機(jī)是根據(jù)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能的原理,行使高速扭轉(zhuǎn)的葉輪將氣體加速,而后減速、轉(zhuǎn)變流向,使動(dòng)能轉(zhuǎn)換成勢(shì)能(壓力)。在單級(jí)離心風(fēng)機(jī)中,氣體從軸向進(jìn)入葉輪,氣體流經(jīng)葉輪時(shí)轉(zhuǎn)變成徑向,而后進(jìn)入擴(kuò)壓器。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)以恒定速度運(yùn)行時(shí),對(duì)于給定的流速,所需的功率隨著進(jìn)氣溫度的降低而增加。在擴(kuò)壓器中,氣體轉(zhuǎn)變了活動(dòng)方向并且管道斷面面積增大使氣流減速,這種減速作用將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成壓力能。壓力增高要緊發(fā)生在葉輪中,其次發(fā)生在擴(kuò)壓歷程。在多級(jí)離心風(fēng)機(jī)中,用回流器使氣流進(jìn)入下一葉輪,產(chǎn)生更高壓力。
離心風(fēng)機(jī)的事情原理與透平壓縮機(jī)基本相像,均是由于氣體流速較低,壓力變更不大,大凡不必要考慮氣體比容的變更,即把氣體作為不行壓縮流體處分。
離心風(fēng)機(jī)可制成右旋和左旋兩種型式。從電念頭一側(cè)正視:葉輪順時(shí)針扭轉(zhuǎn),稱為右扭轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī);葉輪逆時(shí)針扭轉(zhuǎn),稱為左扭轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)。
離心式風(fēng)機(jī)由機(jī)殼、主軸、葉輪、軸承傳念頭構(gòu)及電機(jī)等組成。
機(jī)殼:由鋼板制成堅(jiān)固可靠,可為分整體式和半開(kāi)式,半開(kāi)式便于檢驗(yàn)。
葉輪:由葉片、曲線型前盤(pán)和平板后盤(pán)組成。
轉(zhuǎn)子:應(yīng)做過(guò)靜平衡和動(dòng)平衡,包管滾動(dòng)安穩(wěn),性能良好。
傳動(dòng)片面:有主軸、軸承箱、滾動(dòng)軸承及皮帶輪(或聯(lián)軸器)組成。
離心風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能,進(jìn)步氣體壓力并排送氣體的機(jī)械,它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械。離心風(fēng)機(jī)寬泛用于工場(chǎng)、礦井、地道、冷卻塔、車輛、船舶和設(shè)備物的通風(fēng)、排塵和冷卻;汽鍋和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng);空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng);谷物的烘干和選送;風(fēng)洞風(fēng)源和善墊船的充氣和推進(jìn)等。而蝸線風(fēng)閥調(diào)節(jié),是通過(guò)變換風(fēng)機(jī)的出口面積,來(lái)改變風(fēng)機(jī)的特性,相對(duì)于風(fēng)量的減少,功率變化小,節(jié)能不顯著。
準(zhǔn)確知道風(fēng)機(jī)的使用工況才能更好的選擇合適的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì),然而,簡(jiǎn)單的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)不會(huì)全面考慮到風(fēng)機(jī)應(yīng)用過(guò)程中的全部問(wèn)題,包括制造精度影響等。
驗(yàn)證性能測(cè)試法做為一種性能測(cè)試的手段依然被許多風(fēng)機(jī)廠商和用戶廣泛的應(yīng)用。招致風(fēng)機(jī)在十分的效率點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),甚至工況點(diǎn)偏離選型點(diǎn)過(guò)遠(yuǎn)而惹起電機(jī)過(guò)載。目前有很多風(fēng)機(jī)性能測(cè)試從ISO和AMCA測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中延伸而來(lái),這些測(cè)試的基礎(chǔ)理論都是相同的。按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定制管道進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試,隨后矯正測(cè)試條件。再通過(guò)風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)定律計(jì)算相同的葉輪形式不同尺寸的風(fēng)機(jī)性能。例如:
壓力和密度成正比,和速度,尺寸的大小成平方比
流量和速度成正比和尺寸的大小成立方比
離心風(fēng)機(jī)的振動(dòng)是用戶和制造廠家共同關(guān)注的問(wèn)題。振動(dòng)超標(biāo),會(huì)使軸承溫度上升,磨損加劇,嚴(yán)重的還會(huì)使地腳螺栓斷裂,軸承箱體開(kāi)裂,甚至?xí)谷~輪開(kāi)裂和解體。
減小振動(dòng)的辦法是進(jìn)行動(dòng)平衡:葉輪平衡和整機(jī)動(dòng)平衡。
為什么葉輪在動(dòng)平衡機(jī)上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),還要進(jìn)行整機(jī)動(dòng)平衡,因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的振動(dòng)是由周期性的干擾力產(chǎn)生。根據(jù)機(jī)械振動(dòng)的公式:X=-F/K,在彈性形變范圍之內(nèi),振動(dòng)的大小X與干擾力F成正比,與系統(tǒng)的剛性K成反比。
1 風(fēng)機(jī)所受的主要干擾力
風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)受到空間力系的作用。在這一力系中,不做周期性變化的力,不產(chǎn)生干擾力,如重力、軸承座對(duì)軸承的反作用力等等,它們稱為靜反力。周期性的干擾力稱為動(dòng)反力。周期性干擾力包括3種。
1.1 偏心干擾力
由于制造誤差和材料不均勻等因素,使葉輪的質(zhì)心不在葉輪的圓心上,有一個(gè)偏移量e(e=OP,方向從O到P)。排煙風(fēng)量計(jì)算、壓力損失計(jì)算、選用風(fēng)機(jī)都是排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,還在沿用經(jīng)驗(yàn)算法,不計(jì)算阻力大小,選用風(fēng)機(jī)就失去了技術(shù)依據(jù),失去了技術(shù)基礎(chǔ)。就使得葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)離心力,也叫偏心干擾力(見(jiàn)圖1)。假設(shè)葉輪轉(zhuǎn)子的質(zhì)量為m,角速度為ω,則偏心干擾力F=meω。而ω=nπ/30。
例m=5 000㎏
e=0.02mm=0.02×10-3 m
n=980r/min
則F=5 000×0.02×10-3×[(980×π)/30]2≈1 053.2N
干擾力F還是相當(dāng)大的。