編者之話：在全國的風(fēng)機(jī)制造廠和風(fēng)機(jī)使用單位中，大專院校的壓縮機(jī)教研室和有關(guān)流體機(jī)械、風(fēng)機(jī)研究所里，大都是“風(fēng)機(jī)”的行家里手。然而，在上述各部門中，可能還有一些讀者不了解或不甚了解“風(fēng)機(jī)”的含義和發(fā)展的歷史�！帮L(fēng)機(jī)”的作用和國際著名風(fēng)機(jī)制造廠的概況等。退休多年的樂賡熙高級工程師用通俗科學(xué)的筆調(diào)編撰此文，可引導(dǎo)一些讀者步入“風(fēng)機(jī)王國”瀏覽性地走一遭，以幫助讀者開闊視野，增添風(fēng)機(jī)知識。

“風(fēng)機(jī)”這個名詞，在中國的《辭源》、《辭海》、《中國大百科全書》和國外的各類詞典中是找不到的。它是新中國成立后的五十年代初，工業(yè)部門為了便于機(jī)械產(chǎn)品的歸類和行業(yè)的劃分，乃將壓縮機(jī)中的透平壓縮機(jī)、透平鼓風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式中的羅茨風(fēng)機(jī)和葉片式鼓風(fēng)機(jī)以及通風(fēng)機(jī)等歸為“風(fēng)機(jī)行業(yè)”，人們因而在習(xí)慣上也就把這些產(chǎn)品統(tǒng)稱為“風(fēng)機(jī)”。另一方面，又將壓縮機(jī)中的往復(fù)式壓縮機(jī)、回轉(zhuǎn)式中的螺桿、滑片、液環(huán)等壓縮機(jī)歸為“壓縮機(jī)行業(yè)”。

一、風(fēng)機(jī)隸屬

機(jī)械產(chǎn)品成千上萬種，分支甚多，那么，風(fēng)機(jī)何屬。

(一)流體機(jī)械

在沒有說到風(fēng)機(jī)之前，先說風(fēng)機(jī)的隸屬吧 !

對輸送介質(zhì)來說，風(fēng)機(jī)是流體機(jī)械的成員。

凡是以氣體或液體為工作介質(zhì)來轉(zhuǎn)換能量的機(jī)械通稱流體機(jī)械。它通常包括水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、膨脹機(jī)、風(fēng)力機(jī)、泵、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、液力耦合器、液力變矩器、風(fēng)動工具、氣動馬達(dá)和液壓馬達(dá)等。

水輪機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、膨脹機(jī)和風(fēng)力機(jī)是原動流體機(jī)械，它們都是把流體的能量 轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的。泵、通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)是從 動的流體機(jī)械，它們都是把動力機(jī)的機(jī)械能傳遞給流體，再提高流體壓力并抽吸或壓送流體。液力耦合器和液力變矩器是把輸入轉(zhuǎn)軸的機(jī)械能通過流體傳遞給輸出軸，它們是傳遞動力的器件。風(fēng)動工具是以壓縮空氣為動力的一種工具。氣動馬達(dá)和液壓馬達(dá)則分別是氣壓傳動和液壓傳動中的執(zhí)行元件。

不論是原動的流體機(jī)械還是從動的流體機(jī)械．它們都是利用或消耗能量的。流體機(jī)械所用的能源，最多的是燃料，如煤、石油和天然氣等的化學(xué)能，它們以熱能的形式釋放出來，然后再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能或電能。把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)械又稱為熱力發(fā)動機(jī)，如燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)。內(nèi)燃機(jī)也是一種熱力發(fā)動機(jī)，但它在習(xí)慣上又不稱為流體機(jī)械。此外，風(fēng)力機(jī)、水輪機(jī)和膨脹機(jī)可以直接或?qū)⒛芰哭D(zhuǎn)換為電能后帶動從動機(jī)。

泵、通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)是應(yīng)用廣泛、消耗能量多的從動流體機(jī)械，而從動的流體機(jī)械往往又是以原動的流體機(jī)械作為動力的。如許多大型透平壓縮機(jī)采用了汽輪機(jī)作為驅(qū)動機(jī)的。

水輪機(jī)、汽輪機(jī)和燃?xì)鈾C(jī)的工質(zhì)分別為水、蒸汽和燃?xì)狻１幂斔偷氖撬?(故又稱水泵)、油(故又稱油泵)或其他液體。通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)輸送各種氣體。風(fēng)力機(jī)和膨脹機(jī)的工作介質(zhì)分別為空氣和其他氣體。風(fēng)動工具和氣動馬達(dá)的工質(zhì)為壓縮空氣或其他壓縮氣體。液壓馬達(dá)的工質(zhì)為液壓油。各種流體機(jī)械由于作用原理、結(jié)構(gòu)形式和用途的不同，所用工質(zhì)的溫度、流量和壓力的差別也很大。

流體機(jī)械按工作原理主要分為容積式和動力式兩大種類。

容積式流體機(jī)械是依靠運(yùn)動元件改變工作容積來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的。動力式流體機(jī)械則是依靠高速旋轉(zhuǎn)葉片來轉(zhuǎn)換能量的，故又稱透平機(jī)械。還有一種叫噴射器的也是動力式，它的工作原理是高速噴射的流體與被抽吸流體相混合，進(jìn)行能量交換，并以此傳遞能 量。

流體機(jī)械按結(jié)構(gòu)分為旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式兩大類。動力式流體機(jī)械通常是旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式兩種類。例如回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)泵雖然也都是旋轉(zhuǎn)式但它們的工作原理與透平壓縮機(jī)和動力式泵不同，分別屬于容積式壓縮機(jī)和容積泵。

(二)透平機(jī)械

上面籠統(tǒng)地談了流體機(jī)械，可能對風(fēng)機(jī)的譜還離得遠(yuǎn)些。這里，就來談?wù)勍钙綑C(jī)械吧!

所謂透平機(jī)械，用簡單一句話概括：它是具有葉片的動力式流體機(jī)械。各種透平機(jī)械的共同特點(diǎn)是裝有葉片的轉(zhuǎn)子做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，流體(氣體或液體)流經(jīng)葉片之間通道時，葉片與流體之間產(chǎn)生力的相互作用，借以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。按能量轉(zhuǎn)化方向的不同。透平機(jī)械分為原動機(jī)和從動機(jī)。原動機(jī)將流體的能量(熱能、勢能或動能)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過主軸帶動發(fā)電機(jī)或其他從動機(jī)。這類原動機(jī)有汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、透平膨脹機(jī)，水輪機(jī)和風(fēng)力機(jī)等。從動機(jī)由電動機(jī)或其他原動機(jī)(如汽輪機(jī))拖動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體的能量，即提高流體的壓力。這類從動機(jī)有通風(fēng)機(jī)、透平壓縮機(jī)、離心泵和軸流泵等。

透平式的從動機(jī)和原動機(jī)在原理和結(jié)構(gòu)上基本相同，只是工作過程相反。透平機(jī)械的工作介質(zhì)可以是氣體，如蒸汽、燃?xì)�、空氣和其他氣體或混合氣體，也可以是液體，如水、油或其他液體。我們再來看看各類透平機(jī)械的工作介質(zhì)和工作過程。

透平原動機(jī)：

汽輪機(jī) —— 工質(zhì)蒸汽，將高溫高壓蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，使蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

燃?xì)廨啓C(jī) —— 工質(zhì)燃?xì)�，將高溫高壓燃�(xì)庠谌細(xì)鈾C(jī)內(nèi)膨脹做功，使燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能。

透平膨脹機(jī) —— 工質(zhì)氣體，將高壓氣體在膨脹機(jī)內(nèi)膨脹做功，使氣體的能量轉(zhuǎn)化為 機(jī)械能 ,同時氣體本身強(qiáng)烈地冷卻,達(dá)到制冷或回收能量的目的。

水輪機(jī) —— 工質(zhì)水，將高位水流經(jīng)過水輪機(jī)，推動轉(zhuǎn)動輪轉(zhuǎn)動，使水的能量 (勢能和動能)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

風(fēng)力機(jī) —— 工質(zhì)風(fēng)，自然風(fēng)力作用在風(fēng)輪上，推動風(fēng)輪轉(zhuǎn)動，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

透平從動機(jī)：

通風(fēng)機(jī)、透平壓縮機(jī) —— 工質(zhì)氣體，由動力機(jī)驅(qū)動，葉片對氣體做功，提高氣體壓力并輸送氣體。

離心泵、軸流泵 —— 工質(zhì)液體，由動力機(jī)驅(qū)動，葉片對液體做功，提高液體的壓力并輸送液體。

透平機(jī)械主要分為徑流式(離心式或向心式)和軸流式。在徑向式機(jī)械中，流體主要沿著徑向流動；軸流式機(jī)械中，流體沿軸向流動。還有一種斜流式機(jī)械，流體的流動方向介于上述兩種機(jī)械之間。

曾記否?70年代初、中期，機(jī)械部組織三大透平機(jī)械建設(shè)會戰(zhàn)，即擴(kuò)大透平壓縮機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)三種透平機(jī)械的生產(chǎn)建設(shè)。沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠作為透平壓縮機(jī)的生產(chǎn)基地，從那時起，透平壓縮機(jī)的技術(shù)引進(jìn)和設(shè)備引進(jìn)、廠房擴(kuò)建，也就蒸蒸日上，技術(shù)水平和生產(chǎn)形勢更是有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，名符其實(shí)成為全國風(fēng)機(jī)行業(yè)之首了。

摘要：從改善其通流能力入手，通過理論分析和大量試驗(yàn)最終達(dá)到了其結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。
關(guān)鍵詞：多翼風(fēng)機(jī) 設(shè)計

前向多翼風(fēng)機(jī)葉輪的流道構(gòu)成與一般風(fēng)機(jī)不同點(diǎn)是：子午面的流道特別短，進(jìn)出口直徑比D1／D2≥0.80；葉輪出口寬度特大，相對寬度b2／D2≥0.4；葉片數(shù)特多，最多可達(dá)72個。
前向多翼風(fēng)機(jī)葉輪流道寬而短，氣流狀況紊亂而無序，有些流道還充不滿氣流，很難建立起一個簡單的、符合實(shí)際的數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行流場分析
通流能力φ與流量及全壓等參數(shù)一樣，也是前向多翼風(fēng)機(jī)主要參數(shù)之一，通流能力是指在某一條等轉(zhuǎn)速線上達(dá)到最大全壓系數(shù)的流量系數(shù)值。
典型的前向多翼風(fēng)機(jī)特性曲線如圖1所示。



從圖1可見，通流能力把曲線分為左右兩個區(qū)域。在左區(qū)內(nèi)，全壓隨流量的增加而增加，全壓減去因流量增加而引起的動壓提高，仍可維持足夠的靜壓，氣流能夠克服阻力而順利通過流道。而右區(qū)內(nèi)情況就不同了，隨著流量的增加，動壓仍繼續(xù)提高，但全壓值反而下降，當(dāng)不能保證足夠的靜壓值時，氣流克服不了阻力而形成“阻塞”現(xiàn)象，這時曲線急劇跌落，全壓大幅度下滑，流量不再增加，全壓效率也下降幾十個百分點(diǎn)，性能曲線成“疲軟”狀態(tài)。通流能力φ越小，性能曲線就“疲軟”得越早，反之亦然。所以φ值是表征前向多翼風(fēng)機(jī)軟硬特性的參數(shù)之一。
從樣本查得11-62的φ值只有1.10，而結(jié)構(gòu)上有某些改進(jìn)的Comefri 的TLZ 風(fēng)機(jī)φ值卻提高到1.35。由于通流能力的提高，在可使用的壓力范圍內(nèi)，Comefri 的 TLZ 風(fēng)機(jī)的流量比11-62增加近一倍，最高全壓效率也提高了近5%。要提高前向多翼風(fēng)機(jī)的通流能力，必須得找到限制通流的“瓶頸”位置，并加以結(jié)構(gòu)改進(jìn)，再通過試驗(yàn)驗(yàn)證，最后獲得最佳匹配。
雖然前向多翼風(fēng)機(jī)的流道較一般風(fēng)機(jī)要寬闊得多，而且從風(fēng)機(jī)進(jìn)口到出口都有足夠大的空間可讓氣流順利通過，但實(shí)際上，并不是所有流道都那么暢通。根據(jù)大量試驗(yàn)表明，“瓶頸”位置就在葉輪進(jìn)口處。而過去一提到增加流量就加寬葉輪，有些前向多翼風(fēng)機(jī)制造廠，把葉片相對出口寬度增加了20%～40%，派生出所謂寬型機(jī)。但實(shí)際上，無論是標(biāo)準(zhǔn)型還是寬型機(jī)，在葉輪進(jìn)口處的“瓶頸”并沒有實(shí)質(zhì)性改變，因此寬型機(jī)風(fēng)量增加沒有預(yù)期的那么大，而且，由于葉輪的加寬還使寬型機(jī)的性能曲線變軟，更有甚者，過度加寬葉輪導(dǎo)致了前向多翼風(fēng)機(jī)硬特性完全消失，變成后向風(fēng)機(jī)的拋物線形下降特性。
若改善葉輪進(jìn)口流動，消除“瓶頸”，提高前向多翼風(fēng)機(jī)的通流能力，筆者認(rèn)為主要應(yīng)從以下3個方面著手。
（1）擴(kuò)大葉輪進(jìn)口面積，可采用加大進(jìn)氣口外徑或增加葉片進(jìn)氣角兩種方法。加大進(jìn)氣口外徑，不但增加進(jìn)氣口面積、減緩進(jìn)氣速度，還讓部分進(jìn)氣吹走了由于氣流突然膨脹而在葉輪近輪蓋處形成的渦流。這樣既可以增加流量，又可以改善進(jìn)氣的流動性能。但若葉輪進(jìn)氣口外徑過大，會影響整個葉輪壓力的提升，所以一般以增加主流面積15%～20%為宜。葉片進(jìn)氣角則應(yīng)盡量取大，通常取βA1=90°。
（2）取適當(dāng)?shù)娜~片數(shù)，葉片數(shù)不宜過多或太少，應(yīng)保持中等。從理論上看葉片數(shù)越多葉輪出口的滑差越小，通過葉輪的氣流可獲得更大的功，有望提高更大的壓力。但是，葉片數(shù)過多勢必會增加摩擦損失和阻塞氣流，反過來又會對風(fēng)機(jī)性能有負(fù)面影響。事實(shí)上，前向多翼風(fēng)機(jī)葉輪，當(dāng)葉片達(dá)到一定數(shù)量時，再增加其葉片數(shù)，對其性能已沒有什么影響，這時葉片數(shù)的選取則純粹從結(jié)構(gòu)和工藝角度考慮。如國外有些風(fēng)機(jī)廠，為了不同型號通用同一種葉片，葉輪采用拼裝滾鉚結(jié)構(gòu)，靠增減葉片數(shù)派生出相鄰的機(jī)號來，所以按優(yōu)先數(shù)排列的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)號，不論機(jī)號大小都是38片或42片。
（3）增加葉輪子午面的流道長度，使進(jìn)出口直徑比D1／D2保持在0.82左右。通流能力提高以后，壓力有下降的趨勢，適當(dāng)?shù)臏p小D1使葉片流道加長、 增大，在較大流量情況下，可以維持較高的靜壓，使性能曲線會更加平坦。
用以上設(shè)計思路開發(fā)出來的樣機(jī)與11-62和 Comefri的TLZ 風(fēng)機(jī)性能比較如圖2所示。

圖2 新樣機(jī)與11-62和 Comefri的TLZ 風(fēng)機(jī)性能比較

從圖2可見新樣機(jī)的通流能力比11-62和Comefri 的TLZ 風(fēng)機(jī)都大得多，新樣機(jī)的性能曲線也較后兩者平坦。由于大流量區(qū)全壓的提高，新樣機(jī)可應(yīng)用的流量范圍也大幅度增加。

風(fēng)道設(shè)計計算的方法與步驟
一．風(fēng)道水力計算方法
風(fēng)道的水力計算是在工程和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送、回風(fēng)點(diǎn)的位置和風(fēng)量均已確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
風(fēng)道水力計算方法比較多，如假定流速法、壓損平均法、靜壓復(fù)得法等。對于低速送風(fēng)工程大多采用假定流速法和壓損平均法，而高速送風(fēng)工程則采用靜壓復(fù)得法。
1．假定流速法
假定流速法也稱為比摩阻法。這種方法是以風(fēng)道內(nèi)空氣流速作為控制因素，先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)管的風(fēng)速，再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸和阻力。這是低速送風(fēng)工程目前最常用的一種計算方法。
2．壓損平均法
壓損平均法也稱為當(dāng)量阻力法。這種方法以單位管長壓力損失相等為前提。在已知總作用壓力的情況下，取最長的環(huán)路或壓力損失最大的環(huán)路，將總的作用壓力值按干管長度平均分配給環(huán)路的各個部分，再根據(jù)各部分的風(fēng)量和所分配的壓力損失值，確定風(fēng)管的尺寸，并結(jié)合各環(huán)路間的壓力損失的平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證各環(huán)路間壓力損失的差值小于15%。一般建議的單位長度風(fēng)管的摩擦壓力損失值為0.8~1.5Pa/m。該方法適用于風(fēng)機(jī)壓頭已定，以及進(jìn)行分支管路壓損平衡等場合。
3．靜壓復(fù)得法
靜壓復(fù)得法的含義是，由于風(fēng)管分支處風(fēng)量的出流，使分支前后總風(fēng)量有所減少，如果分支前后主風(fēng)道斷面變化不大，則風(fēng)速必然下降。風(fēng)速降低，則靜壓增加，利用這部分“復(fù)得”的靜壓來克服下一段主干管道的阻力，以確定管道尺寸，從而保持各分支前的靜壓都相等，這就是靜壓復(fù)得法。此方法適用于高速空調(diào)工程的水力計算。
二．風(fēng)道水力計算步驟
以假定流速法為例：
1．確定空調(diào)工程風(fēng)道形式，合理布置風(fēng)道，并繪制風(fēng)道工程軸測圖，作為水力計算草圖。
2．在計算草圖上進(jìn)行管段編號，并標(biāo)注管段的長度和風(fēng)量。
管段長度一般按兩管件中心線長度計算，不扣除管件（如三通、彎頭）本身的長度。
3．選定工程最不利環(huán)路，一般指最遠(yuǎn)或局部阻力最多的環(huán)路。
4．選擇合理的空氣流速。
風(fēng)管內(nèi)的空氣流速可按下表確定。
表8-3空調(diào)工程中的空氣流速（m/s）

部位

低速風(fēng)道

高速風(fēng)道

推薦風(fēng)速

最大風(fēng)速

推薦風(fēng)速

廠房降溫風(fēng)機(jī)
降溫水簾
降溫設(shè)備

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)�？照{(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|，鋒速達(dá)承接規(guī)劃：豬場降溫|車間降溫|廠房降溫|豬場通風(fēng)|車間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)�？照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
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