風機選型計算

 一、風機選型的基本知識： 
1、標準狀態：指風機的進口處空氣的壓力P=101325Pa，溫度t=20℃，相對濕度φ=50%的氣體狀態。 
2、狀態：指風機特指的進氣狀況。其中包括當地大氣壓力或當地的海拔高度，進口氣體的壓力、進口氣體的溫度以及進口氣體的成份和體積百分比濃度。 
3、風機流量及流量系數 
3.1、流量：是指單位時間內流過風機進口處的氣體容積。 
用Q表示，通常單位：m3/h或m3/min。 
3.2、流量系數：φ=Q/（900πD22×U2） 
式中：φ：流量系數 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、風機全壓及全壓系數： 
4.1、風機全壓：風機出口截面上的總壓與進口截面上的總壓之差。用PtF表示，常用單位：Pa
4.2、全壓系數:ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全壓系數　 Kp:壓縮性修正系數　 PtF:風機全壓,Pa 　ρ:風機進口氣體密度,Kg/m^3　u2：葉輪外緣線速度，m/s
5、風機動壓：風機出口截面上氣體的動能所表征的壓力，用Pd表示。常用單位：Pa
6、風機靜壓：風機的全壓減去風機的動壓，用Pj表示。常用單位：Pa
7、風機全壓、靜壓、動壓間的關系： 
風機的全壓（PtF）=風機的靜壓（Pj）+風機的動壓（Pd） 
8、風機進口處氣體的密度：氣體的密度是指單位容積氣體的質量，用ρ表示，常用單位：Kg/m3
9、風機進口處氣體的密度計算式： ρ=P/RT 
式中：P：進口處壓力，Pa　R：氣體常數，J/Kg·K。與氣體的種類及氣體的組成成份有關。
T：進口氣體的開氏溫度，K。與攝氏溫度之間的關系：T=273+t
10、標準狀態與狀態主要參數間換算： 
10.1、流量：ρQ=ρ0Q0 
10.2、全壓：PtF/ρ= PtF0/ρ0 
10.3、內功率：Ni/ρ= Ni0/ρ0
注：式中帶底標“0”的為標準狀態下的參數，不帶底標的為狀態下的參數。 
11、風機比轉速計算式： Ns=5.54 n Q01/2/（KpPtF0）3/4
式中： Ns：風機的比轉速，重要的設計參數，相似風機的比轉速均相同。 n：風機主軸轉速，r/min　
Q0：標準狀態下風機進口處的流量，m3/s　Kp: 壓縮性修正系數 　PtF0: 標準狀態下風機全壓,Pa 
12、壓縮性修正系數的計算式： 
Kp=k/（k－1）×[（1+p/P）（k－1）/k－1]×（PtF/P）－1
式中:PtF:狀態下風機進口處的壓力,Pa　k:氣體指數,對于空氣,K=1.4
13、風機葉輪直徑計算式： D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2
式中:D2:葉輪外緣直徑,m　n:主軸轉速：r/min　Kp：壓縮性修正系數 　PtF0：標準狀態下風機全壓，單位：Pa
ρ0：標準狀態下風機進口處氣體的密度：Kg/m3　ψt：風機的全壓系數 
14、管網：是指與風機聯接在一起的，氣流流經的通風管道以及管道上所有附件的總稱。 
15、管網阻力的計算式：Rj=KQ2
式中: Rj:管網靜阻力,Pa
K:管網特性系數與管道長度、附件種類、多少等因素有關，確定其值的方法通常采用：計算法，類比法和實際測定法。
Q：風機的流量，m3/s
16、常見壓力單位間的換算關系： 
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、 選型實例（僅舉一例） 
　　為2T/h工業鍋爐選擇一臺引風機。已知zui大負荷時所需風機性能參數及相應的進氣條件，如下： 
流量：Q=6800 m3/h ，進口溫度：t1=200℃
全壓：PtF=2010 Pa　， 進口壓力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、換算為標準狀態下的全壓： PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa
　　4、選定風機主軸轉速：n =2800 r/min
　　5、計算壓縮性修正系數： 
　　　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、計算所需風機的比轉速： 
　　　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型離心引風機，查得該型風機無因次特性曲線zui率點參數為： 
　　　流量系數：φ=0.1225　全壓系數：ψt=0.536　內效率:η=0.835
　　8、計算葉輪外徑： 
　　　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引風機 
　　9、校核內功率： 
　　Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/（1000×0.835）=4.5 KW
　　電機容量儲備系數取為1.3,帶傳動機械效率取0.95,所需功率為:6.15KW
　　選用電機為:7.5KW－2極（型號：Y132S2－2）