风机 知识

风机和压缩机FanBlowerCompressor 第一章概述

风机和压缩机是用于输送气体的机械，把原动机的机械能量转换成气体的能量。 §1风机和压缩机的分类和应用 一．分类

1．按工作原理分类 按工作原理可分三类： （1）容积式，包括活塞式和回转式，后者又有罗茨式风机，滑片式和螺杆式等。 （2）叶片式又称透平式，包括离心式，轴流式，混流式（斜流式）和横流式。 （3）喷射式。

图1－1活塞式

图1－2罗茨式

图1－3滑片式

图1－4螺杆式

图1－5离心式

图1－6斜流式机

图1－7轴流式机械

图1－8横流式

图1－9喷射式

2．按产生的压力的高低分类

根据排气压力（以绝对压力计算）的高低，输送气体的机械可分为： 通风机，排气压力低于11.27×104N/m2 鼓风机，排气压力在（11.27~34.3）×104N/m2 压缩机，排气压力高于34.3×104N/m2

（大气压1kg/cm2=1.01972kg/cm2=1.01325×105Pa）

二．风机的应用

风机广泛地应用在国民经济的各个领域。 §2风机的结构和参数 以离心式通风机为例：

图1－10离心通风机简图

以离心式通风机为例可以看出风机的主要的几个部件：进气室，进气口，叶轮，蜗壳，出气口，扩散器等几个部件组成。 其主要参数与水泵相似的有：（1）流量（体积流量式质量流量）；（2）压力；指风机的压力升，即进出口压力之差，分全压△P，静压△Ps，及动压△Pd (3)转速n(r/m)；（4）轴功率Ns(kw=1.36ps)；（5）效率。 §3气体的物理性质

我们着重介绍通风机常用的空气的物理性质。 一．标准大气状态 温度为273K（0℃），绝对压力为101325N/m2（760mmHg）,

重力加速度g=9.807m/s2时干燥空气状态称为标准大气状态，或叫大气的标准状态。在标准大气状态下空气的密度为ρ=1.2931Kg/m3。随着海拔高度的增加，大气的压力，温度，密度都变化，海平面的大气压力为101325N/m2，温度为288K（15℃），密度为1.2258Kg/m3。海拔高度为H时的大气状态可分为两种情况： H≤11Km时：(troposphere)

Pb=101325(1-0.02257H)5.256,N/m2(H单位为km) T=288-6.5H,K

ρ=1.2258(1-0.02257H)4.256,Kg/m3

H≥11Km时：同温层（stratosphere） Pb=101325×1.266e-0.1578H,N/m2(H单位为km) T=216.5,K

ρ=1.2258×1.684e-0.1578H,Kg/m3 二．风机标准进口状态

我国规定的风机进口状态是指：工质为空气，压力为101325N/m2（760mmHg）,温度为293K（20℃），相对湿度Φ为50%的湿空气状态，其密度为1.2Kg/m3。 三．空气的其他参数

（一）密度单位体积气体的质量。

空气在标准状态下的密度为1.2931Kg/m3，随着压力，温度，相对湿度的变化，空气的密度亦要改变。 1．干燥空气的密度

在任意温度T，压力P时干空气的密度用下式表示：ρ=1.2931×（273/T）×（P/101325），Kg/m3 （R=287），J/（Kg·K） 2.湿空气的密度

ρ=1.2931×（273/T）×(（P-0.378ΦPs）/101325），Kg/m3 式中Φ——相对湿度；

Ps——Tk时饱和水蒸气的压力（N/m2） （二）.粘度

流体具有粘性，这样在流体质点间做相对运动时，就会产生内摩擦力（阻力）。实验证明两层流体之间的内摩擦力F（单位为N）与面积A（m2），速度梯度dc/dg(m/s·m)成正比。 F=μAdc/dg

比例系数μ称为动力粘性系数（Pa·s）,而运动粘性系数ν（m/s2）为 ν=μ/ρ。

粘性系数与压力和温度有关，一般压力影响很小。液体的粘性系数决定于分子间的引力，故随温度升高而下降，空气的粘性系数决定于分子运动的动量交换，温度升高，分子运动加速，粘性增大，即 μ=17.24×10-6×(380/380+k)×(273+k/273)3/2Pa·s (三)比热

单位质量的物体温度升高一度所需的热量为比热用C表示，单位为J/Kg·K。 气体的比热与气体状态变化过程有关，在气体压力式比容保持不变的过程中，气体的比热分别称为定压比热Cp,和定容比热Cν。Cp与Cν的比值叫比热比。对于不考虑分子之间作用力及分子本身大小的理想气体，比热比等于绝指数K，即 K=Cp/Cν

对于空气K=1.4。 （四）气体的比重

某一气体的重度与同一温度，同一压力下干燥空气的重度之比，称为比重： 气体比重=气体重度γ'/干空气的重度γ =气体密度ρ'/干空气密度ρ

=气体分子量/干空气的分子量。 气体的比重是无量纲量。 三.压缩系数

假设使体积为V（m3）的流体压力变化为dp(N/m2）时发生的体积变化为dV,其压缩系数表示为： β=-(1/v)·dV/dp(m2/N)

β的倒数叫做体积弹性系数。可以用-dρ/ρ代换dV/V，上式可改写为： 1/（ρβ）=dp/dρ(m2/s2). 令1/（ρβ）=α2

则α是该流体内压力波（声波）的传播速度（声速）： α=（dp/dρ）1/2(m/s)

理想气体做等熵变化时： α=（KRT）1/2(m/s) 式中R是气体常数（J/Kg·K）。对于一种气体，气体在等熵变化时的音速α与T1/2成正比。另外在t℃的纯水和干燥空气中的声速αw和αa可用下式计算：

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