風(fēng)機(jī)選型計(jì)算

 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胃叨龋M(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)流量及流量系數(shù) 
3.1、流量：是指單位時(shí)間內(nèi)流過風(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)際測定法。
Q：風(fēng)機(jī)的流量，m3/s
16、常見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)容量儲(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）