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  风机选型计算  
 

一、风机选型的基本知识:
 
1、标准状态:指风机的进口处空气的压力P=101325Pa,温度t=20℃,相对湿度φ=50%的气体状态。
2、指定状态:指风机特指的进气状况。其中包括当地大气压力或当地的海拔高度,进口气体的压力、进口气体的温度以及进口气体的成份和体积百分比浓度。
3、风机流量及流量系数
   3.1、流量:是指单位时间内流过风机进口处的气体容积。 用Q表示,通常单位:m3/h或m3/min。
   3.2、流量系数:φ=Q/(900πD22×U2) 式中:φ:流量系数 Q:流量,m3/h  D2:叶轮直径,m  U2:叶轮外缘线速度,m/s(u2=πD2n/60)

4、风机全压及全压系数
   4.1、风机全压:风机出口截面上的总压与进口截面上的总压之差。用PtF表示,常用单位:Pa
   4.2、全压系数:ψt=KpPtF/ρU22式中, ψt:全压系数  Kp:压缩性修正系数  PtF:风机全压,Pa  ρ:风机进口气体密度,Kg/m^3 u2:叶轮外缘线速度,m/s

5、风机动压:风机出口截面上气体的动能所表征的压力,用Pd表示。常用单位:Pa

6、风机静压:风机的全压减去风机的动压,用Pj表示。常用单位:Pa

7、风机全压、静压、动压间的关系
 
   风机的全压(PtF)=风机的静压(Pj)+风机的动压(Pd)

8、风机进口处气体的密度:气体的密度是指单位容积气体的质量,用ρ表示,常用单位:Kg/m3

9、风机进口处气体的密度计算式: ρ=P/RT 式中:P:进口处绝对压力,Pa R:气体常数,J/Kg·K。与气体的种类及气体的组成成份有关。T:进口气体的开氏温度,K。与摄氏温度之间的关系:T=273+t

10、标准状态与指定状态主要参数间换算
 
   10.1、流量:ρQ=ρ0Q0
   10.2、全压:PtF/ρ= PtF0/ρ0
   10.3、内功率:Ni/ρ= Ni0/ρ0
   注:式中带底标“0”的为标准状态下的参数,不带底标的为指定状态下的参数。

11、风机比转速计算式: Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4式中: Ns:风机的比转速,重要的设计参数,相似风机的比转速均相同。 n:风机主轴转速,r/min Q0:标准状态下风机进口处的流量,m3/s Kp: 压缩性修正系数  PtF0: 标准状态下风机全压,Pa

12、压缩性修正系数的计算式:

    Kp=k/(k-1)×[(1+p/P)(k-1)/k-1]×(PtF/P)-1 式中:PtF:指定状态下风机进口处的绝对压力,Pa k:气体指数,对于空气,K=1.4

13、风机叶轮直径计算式: D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2

    式中:D2:叶轮外缘直径,m n:主轴转速:r/min Kp:压缩性修正系数  PtF0:标准状态下风机全压,单位:Pa  ρ0:标准状态下风机进口处气体的密度:Kg/m3 ψt:风机的全压系数

14、管网:是指与风机联接在一起的,气流流经的通风管道以及管道上所有附件的总称

15、管网阻力的计算式:Rj=KQ2  式中: Rj:管网静阻力,Pa

K:管网特性系数与管道长度、附件种类、多少等因素有关,确定其值的方法通常采用:计算法,类比法和实际测定法。 Q:风机的流量,m3/s

16、常见压力单位间的换算关系:

   1毫米水柱(mmH2O)=9.807帕(Pa)

17、大气压力与海拨高度间近似关系: P=101325-(9.4~11.2)H 式中:P:大气压力Pa H:海拨高度:m

二、 选型实例(仅举一例)

  为2T/h工业锅炉选择一台引风机。已知最大负荷时所需风机性能参数及相应的进气条件,如下:
   流量:Q=6800 m3/h ,进口温度:t1=200℃
   全压:PtF=2010 Pa , 进口绝对压力P=96000 Pa

   解:1、每秒钟流量:Qs=6800/3600= 1.89 m3/s

  2、指定条件下空气密度:ρ=P/RT=96000/(287×(273+200))=0.707 Kg/m3

  3、换算为标准状态下的全压: PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa

  4、选定风机主轴转速:n =2800 r/min

  5、计算压缩性修正系数:

   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、计算所需风机的比转速:

   Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
    =5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4
    =48

  7、选用Y5-48型离心引风机,查得该型风机无因次特性曲线最高效率点参数为:
   流量系数:φ=0.1225 全压系数:ψt=0.536 内效率:η=0.835

  8、计算叶轮外径:
   D2=(27/n)×[KpPtF0/(2ρ0ψt )]1/2
    =(27/2800)×[0.9926×3412/(2×1.2×0.536 )]1/2
    =0.497m
  选用Y5-48-11№5C引风机

  9、校核内功率:
  Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
  电机容量储备系数取为1.3,带传动机械效率取0.95,所需功率为:6.15KW
  选用电机为:7.5KW-2极(型号:Y132S2-2)

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