第四章 风机
本章风机是指通风机而言。由于通风机的工作压力较低，其全压不大于1500mmH2O,因此可以忽略气体的压缩性。这样，在通风机的理论分析和特性研究中，气体运动可以按不可压缩流动处理。这一近似使得通风机与水泵在基本原理、部件结构、参数描述、性能变化和工况调节等方面有很多的相同之处，在水泵的各相关内容中已作了论述。但是，由于流体物性的差异，使通风机和水泵在实际应用的某些方面有所不同，形成了通风机的一些特点。
第一节 风机的分类与构造
一、 风机分类
1、按风机工作原理分类
按风机作用原理的不同，有叶片式风机与容机式风机两种类型。叶片式是通过叶轮旋转将能量传递给气体；容积式是通过工作室容积周期性改变将能量传递给气体 。两种类型风机又分别具有不同型式。
离心式风机
叶片式风机 轴流式风机
混流式风机 往复式风机
容积式风机
回转式风机
2、按风机工作压力（全压）大小分类 （1）风扇 标准状态下，风机额定压力范围为p?98Pa(10 mmH2O）。此风机无机壳，
又称自由风扇，常用于建筑物的通风换气。 （2）通风机 设计条件下，风机额定压力范围为98Pa?p?14710Pa(1500 mmH2O)。一般风机均指通风机而言，也是本章所论述的风机。通风机是应用最为广泛的风机。空气污染治理、通风、空调等工程大多采用此类风机。
（3）鼓风机 工作压力范围为14710Pa?p?196120Pa。压力较高，是污水处理曝气工艺中常用的设备。
（4）压缩机 工作压力范围为p?196120Pa，或气体压缩比大于3.5的风机，如常用的空气压缩机。
二、通风机分类
通风机通常也按工作压力进行分类。
低压风机p?980Pa(100 mmH2O)
离心式风机 中压风机 980Pa?p?2942Pa(300 mmH2O) 高压风机 2942Pa?p?14710Pa(1500 mmH2O） 通风机 低压风机 p?490Pa(50 mmH2O）
轴流式风机 高压风机 490Pa?p?4900Pa(500 mmH2O）
三、离心式风机主要部件
离心风机的主要部件与离心泵类似。下面仅结合风机本身的特点进行论述。 1.叶轮
叶轮是离心泵风机传递能量的主要部件，它由前盘、后盘、叶片及轮毂等組成。叶片有后弯
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式、径向式和前弯式（见离心泵叶片形状，图2—16），后弯式叶片形状又分为机翼型、直板型和弯板型。叶轮前盘的形式有平直前盘、锥形前盘和弧形前盘三种，如图4—1所示。
（a）平直前盘 (b)锥形前盘 (c)弧形前盘
图4-1 前盘形式
2.集流器
将气体引入叶轮的方式有两种，一种是从大气直接吸气，称为自由进气；另一种是用吸风管或进气箱进气。不管哪一种进气方式，都需要在叶轮前装置进口集流器。集流器的作用是保证气流能均匀地分布在叶轮入口断面，达到进口所要求的速度值，并在气流损失最小的情况下进入叶轮。集流器形式有圆柱形，圆锥形，弧形，锥柱形和锥弧形等，如图4-2所示。弧形，锥弧形性能好，被大型风机所采用以提高风机效率，高效风机基本上都采用锥弧形集流器。
(a)圆柱形 (b)圆锥形 (c)弧形 (d)锥柱形 (e)锥弧形
图4-2 集流器形式 3.涡壳
涡壳作用是汇集叶轮出口气流并引向风机出口，与此同时将气流的一部分动能转化为压能。涡壳外形以对数螺旋线或阿基米德螺旋线最佳，具有最高效率。涡壳轴面为矩形，并且宽度不变。
涡壳出口处气流速度仍然很大，为了有效利用气流的能量，在涡壳出口装扩压器，由于涡壳出口气流受惯性作用向叶轮旋转方向偏斜，因此扩压器一般作成沿偏斜方向扩大，其扩
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散角通常为6～8，如图4-3所示。
离心风机涡壳出口部位有舌状结构，一般称为涡舌（图4-3）。涡舌可以防止气体在机壳内循环流动。一般有涡舌的风机效率，压力均高于无舌的风机。
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图4-3 涡壳 图4-4 进气箱 4.进气箱
气流进入集流器有三种方式。一种是自由进气；另一种是吸风管进气，该方式要求保证足够长的轴向吸风管长度；再一种是进气箱进气，当吸风管在进口前需设弯管变向时，要求在集流器前装设进气箱进气，以取代弯管进气，可以改善进风的气流状况。进风箱见图4-4所示。
进气箱的形状和尺寸将影响风机的性能，为了使进气箱给风机提供良好的进气条件，对其形状和尺寸有一定要求。
（1）进气箱的过流断面应是逐渐收缩的，使气流被加速后进入集流器。进气箱底部应与进风口齐平，防止出现台阶而产生涡流（见图4-4）。 （2）进气箱进口断面面积Ain与叶轮进口断面面积Ao之比不能太小，太小会使风机压力和效率显著下降，一般Ain/Ao≮1.5；最好应为Ain/Ao=1.25～2.0（见图4-4）。 （3）进风箱与风机出风口的相对位置以90为最佳，即进气箱与出风口呈正交，而当两
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者平行呈180时，气流状况最差。 5.入口导叶
在离心式风机叶轮前的进口附近，设置一组可调节转角的导叶（静导叶），以进行风机运行的流量调节。这种导叶称为入口导叶或入口导流器，或前导叶。常见的入口导叶有轴向导流器和简易导流器两种，如图4-5所示。入口导叶调节方式在离心风机中有广泛的应用。
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图4-5 离心式风机的入口导流器
（a）轴向导流器结构示意图 (b) 简易导流器结构示意图 1 入口导叶 2 叶轮进口风筒 3 入口导叶转轴 4 导叶操作机构
四、离心风机结构型式
离心风机一般采用单级单吸或单级双吸叶轮，且机组呈卧式布置。图4-6所示为4-13.2（工程单位制为4-73）—11№16D型高效风机。该风机为后弯式机翼型叶片，其最高效率可
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风机基本知识1讲解
