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風(fēng)機(jī)選型步驟、計(jì)算方法、注意事項(xiàng)

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明白了風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)知識后，下面進(jìn)入選型步驟：

1.風(fēng)機(jī)選型流程：

2.選型內(nèi)容：

（1）風(fēng)量：由系統(tǒng)所需風(fēng)量決定；

（2）全壓：由管路系統(tǒng)和除塵設(shè)備阻力決定；

（3）進(jìn)出風(fēng)口角度：由進(jìn)出口方向定；

（4）選裝方向：由管道系統(tǒng)決定；

（5）傳動方式：決定傳遞效率，電機(jī)直聯(lián)傳動、聯(lián)軸器直接傳動、皮帶傳動的機(jī)械效率分別為1、0.98、0.95。

（6）在選用風(fēng)機(jī)時，應(yīng)該考慮到通風(fēng)管道系統(tǒng)不嚴(yán)密而漏風(fēng)及阻力計(jì)算的誤差，為使風(fēng)機(jī)運(yùn)行可靠，系統(tǒng)的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)留余量。

表6.1 風(fēng)量風(fēng)壓裕量的選取表

（7）電機(jī)型號：選用風(fēng)機(jī)配用電機(jī)時，應(yīng)考慮電動機(jī)的安全系數(shù)(K)，電動機(jī)功率按下式計(jì)算：

式中 PZ-通風(fēng)機(jī)軸功率（kW）；

K-電動機(jī)容量安全系數(shù)（按下表選用）；

η-機(jī)械傳動效率。

表6.2 風(fēng)量風(fēng)壓裕量的選取表

3.風(fēng)機(jī)選型舉例

（1）按無因次性能參數(shù)進(jìn)行選型

按無因次特性參數(shù)選型,首先要確定所屬風(fēng)機(jī)的比轉(zhuǎn)速。而確定風(fēng)機(jī)所需的比轉(zhuǎn)速，則必須先選定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。所選風(fēng)機(jī)幾何尺寸不要太大，葉輪的圓周速度不要太高，如果初定轉(zhuǎn)速不合格，可以調(diào)整從新計(jì)算。

選型實(shí)例：要求：Q=23612m3/h P= 5761Pa

選型步驟：

求比轉(zhuǎn)速（ns）,初步確定風(fēng)機(jī)的型號

Q—流量（m3/s）；P—全壓（Pa）。

由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般為2900r/min、1450r/min、960r/min、730r/min幾種，盡量取大的轉(zhuǎn)速，這樣可以減小風(fēng)機(jī)的外形尺寸，另從風(fēng)機(jī)壓力上看這是一臺高壓風(fēng)機(jī)，所以選2900r/min和1450r/min兩種轉(zhuǎn)速進(jìn)行選形。

ns1=62.26(n=2900r/min)

ns2=31.28(n=1450r/min)

根據(jù)計(jì)算所得的兩種比轉(zhuǎn)速可確定

a) 當(dāng)n=2900 r/min時可選用4-62型風(fēng)機(jī)（前面的數(shù)字“4”表示壓力系數(shù)，“62”表示風(fēng)量系數(shù)，根據(jù)（72大風(fēng)量、62中風(fēng)量、26低風(fēng)量、19小風(fēng)量、12 小風(fēng)量）；

b) 當(dāng)n=1450 r/min時可選用9-26型風(fēng)機(jī)

確定風(fēng)機(jī)的葉輪外徑（D）根據(jù)風(fēng)機(jī)的壓力系數(shù)公式：

P—全壓（Pa）、D—葉輪直徑（m）、n— 葉輪轉(zhuǎn)速（r/min）、ρ— 介質(zhì)密度（kg/m3）；

推算：

啟動功率 Ne=1.15=54.28kW

（2）按風(fēng)機(jī)性能表進(jìn)行選型

風(fēng)機(jī)制造廠都會印有本廠的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本和目錄。在風(fēng)機(jī)產(chǎn)品樣本和目錄中，通常是按系列、機(jī)號列出各種轉(zhuǎn)速下的選用性能表，表中的性能參數(shù)值是風(fēng)機(jī)最高效率點(diǎn)90%范圍內(nèi)的數(shù)值，并取6-8個性能點(diǎn)的數(shù)值，以供選用。

管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型：

風(fēng)壓的確定根據(jù)管道水力計(jì)算確定。通風(fēng)管道的水力計(jì)算是在系統(tǒng)和設(shè)備布置、風(fēng)管材料、各送排風(fēng)點(diǎn)的位里和風(fēng)量均已確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。其主要目的是確定各管段的管徑(或斷面尺寸)和阻力，保證系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到要求的風(fēng)量分配。最后確定風(fēng)機(jī)的型號和動力消耗。

風(fēng)管水力計(jì)算方法有假定流速法、壓損平均法和靜壓復(fù)得法等幾種。目前常用的是假定流速法。

壓損平均法的特點(diǎn)是將已知總作用壓頭按干管長度平均分配給每一管段，再根據(jù)每一管段的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸。如果風(fēng)管系統(tǒng)所用的風(fēng)機(jī)壓頭已定，或?qū)Ψ种Ч苈愤M(jìn)行阻力平衡計(jì)算。

靜壓復(fù)得法的特點(diǎn)是，利用風(fēng)管分支處復(fù)得的靜壓來克服該管段的阻力，根據(jù)這一原則確定風(fēng)管的斷面尺寸。此法適用于高速空調(diào)系統(tǒng)的水力計(jì)算。

假定流速法的特點(diǎn)是，先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)管的流速。再根據(jù)風(fēng)管的風(fēng)量確定風(fēng)管的斷面尺寸和阻力。多數(shù)按此法進(jìn)行風(fēng)壓計(jì)算。

假定流速法的計(jì)算步驟和方法如下：

(a)繪制通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)軸測圖，對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)注長度和風(fēng)量。管段長度一般按兩管件間中心線長度計(jì)算，不扣除管件(如三通、彎頭)本身的長度。

(b)確定合理的空氣流速

風(fēng)管內(nèi)的空氣流速對通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。流速高，風(fēng)管斷面小，材料耗用少，建造費(fèi)用小；但是系統(tǒng)的阻力大，動力消耗增大，運(yùn)行費(fèi)用增加。對除塵系統(tǒng)會增加設(shè)備和管道的磨損，對空調(diào)系統(tǒng)會增加嗓聲。流速低，阻力小，動力消耗少；但是風(fēng)管斷面大，材料和建造費(fèi)用大，風(fēng)管占用的空間也增大。對除塵系統(tǒng)流速過低會使粉塵沉積堵塞管道。因此，必須通過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定合理的流速。根據(jù)經(jīng)險總結(jié)，風(fēng)管內(nèi)的空氣流速可按下表確定。

表7.3除塵風(fēng)管的最小風(fēng)速

確定風(fēng)管斷面尺寸時，應(yīng)采用通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格進(jìn)行管道選型，以利于工業(yè)化加工制作。風(fēng)管斷面尺寸確定后，應(yīng)按管內(nèi)實(shí)際流速計(jì)算阻力。阻力計(jì)算應(yīng)從最不利環(huán)路(即阻力最大的環(huán)路)開始。

（c）當(dāng)風(fēng)機(jī)在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下工作時應(yīng)按式、式對風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行換算，再以此參數(shù)從風(fēng)機(jī)樣本上選擇風(fēng)機(jī)。

管道水利計(jì)算舉例：有一通風(fēng)除塵系統(tǒng)，風(fēng)管全部用鋼板制作，管內(nèi)輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量和各管段的長度見圖所示。該系統(tǒng)采用濾筒除塵器進(jìn)行排氣凈化，除塵器壓力損失△P=1200Pa。對該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

管道水利計(jì)算舉例：有一通風(fēng)除塵系統(tǒng)，風(fēng)管全部用鋼板制作，管內(nèi)輸送含有輕礦物粉塵的空氣，氣體溫度為常溫。各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量和各管段的長度見圖所示。該系統(tǒng)采用濾筒除塵器進(jìn)行排氣凈化，除塵器壓力損。失△P=1200Pa。對該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

1．對各管段進(jìn)行編號，標(biāo)出管段長度和各排風(fēng)點(diǎn)的排風(fēng)量。

2．選定最不利環(huán)路，本系統(tǒng)選擇1-3-5-除塵器-6-風(fēng)機(jī)-7為最不利環(huán)路。

3．根據(jù)各管段的風(fēng)量及選定的流速，確定最不利環(huán)路上各管段的斷面尺寸和單位長度摩擦阻力。

根據(jù)表，輸送含有輕礦物粉塵的空氣時，風(fēng)管內(nèi)最小風(fēng)速為：垂直風(fēng)管12m/s，水平風(fēng)管14m/s。

考慮到除塵器及風(fēng)管漏風(fēng)，取5％的漏風(fēng)系數(shù)，管段 6及7的計(jì)算風(fēng)量為 6300*1.05＝ 6615m3／h。

管段1

水平風(fēng)管，初定流速為14m/s。根據(jù) Ql＝1500m3/h（0.42m3/s）、v1= 14m/s所選管徑按通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格調(diào)整為：D1＝200mm；實(shí)際流速v1＝13.4m/s；由圖2-3-1查得，Rm1=12.5Pa/m。

同理可查得管段3、5、6、7的管徑及比摩阻，具體結(jié)果見表。

4.確定管段2、4的管徑及單位長度摩擦力，見表2-3-5。

5.計(jì)算各管段局部阻力

例如：

6.計(jì)算各管段的沿程阻力和局部阻力(見表2-3-5)

7.對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡：

8.計(jì)算系統(tǒng)總阻力，獲得管網(wǎng)特性曲線最不利環(huán)路所有串聯(lián)管路

1-3-5-6-7阻力之和。 P=298.5+179.7+54+362+99.2+58.6+87.6+1200=1797.9(Pa)

9.選擇通風(fēng)機(jī)

通風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q=KQfj=1.15×6615=7607（m3/h）

通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓P=KpPfj=1.16×1798=2086（Pa）

根據(jù)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，選用DHF-TH500A通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速：

2350r/min；配用Y160M1-2，電機(jī)功率N=11kW。

風(fēng)機(jī)電機(jī)組合命名：

a分類

電機(jī)級數(shù)三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速是分級的，是由電機(jī)的“極數(shù)”決定的。三相異步電動機(jī)“極數(shù)”是指定子磁場磁極的個數(shù)。定子繞組的連接方式不同，可形成定子磁場的不同極數(shù)(2級指的是電機(jī)每一相含有的磁極個數(shù)為2（即一個N極和一個S極)。選擇電動機(jī)的極數(shù)是由負(fù)荷需要的轉(zhuǎn)速來確定的，電動機(jī)的極數(shù)直接影響電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，電動機(jī)轉(zhuǎn)速=60×電動機(jī)頻率/電動機(jī)極對數(shù)。電動機(jī)的電流只跟電動機(jī)的電壓、功率有關(guān)系。

極數(shù)反映出電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，2極同步轉(zhuǎn)速是3000r/min，4極同步轉(zhuǎn)速是1500r/min，6極同步轉(zhuǎn)速是1000r/min,8極同步轉(zhuǎn)速是750r/min。

繞組的一來一去才能組成回路，也就是磁極對數(shù)，是成對出現(xiàn)的，極就是磁極的意思，這些繞組當(dāng)通過電流時會產(chǎn)生磁場，相應(yīng)的就會有磁極。

三相交流電機(jī)每組線圈都會產(chǎn)生N、S磁極，每個電機(jī)每相含有的磁極個數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對出現(xiàn)的，所以電機(jī)有2、4、6、8……極之分。

2.若三相交流電的頻率為50Hz,則合成磁場的同步轉(zhuǎn)速為50r/s,即3000r/min。

如果電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場不止是一對磁極,進(jìn)一步分析還可以得到同步轉(zhuǎn)速n與磁場磁極對數(shù)p的關(guān)系：n=60f/p。 f為頻率,單位為Hz.n的單位為r/min。

ns與所接交流電的頻率(f)、電機(jī)的磁極對數(shù)(P)之間有嚴(yán)格的關(guān)系 ns=f/P。在中國，電源頻率為50赫，所以二極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，四極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，以此類推。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于或高于其旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，異步之名由此而來。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速之差（稱為轉(zhuǎn)差）通常在10%以內(nèi)。由此可知，交流電機(jī)（不管是同步還是異步）的轉(zhuǎn)速都受電源頻率的制約。因此,交流電機(jī)的調(diào)速比較困難,最好的辦法是改變電源的頻率，而以往要改變電源頻率是比較復(fù)雜的。所以70年代以前，在要求調(diào)速的場合，多用直流電機(jī)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動機(jī)的變頻器調(diào)速技術(shù)已開始得到實(shí)用。

3.同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速=60×頻率/極對數(shù)（我國工頻為50Hz)。

異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速=（60×頻率/極對數(shù)）×（1-s）

s：轉(zhuǎn)差率，用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場轉(zhuǎn)速n0相差的程度的物理量。

另外，同等功率的電動機(jī)，轉(zhuǎn)速越大，輸出扭矩越小。

b識別方法

1、看轉(zhuǎn)速比如1430r/min實(shí)際同步轉(zhuǎn)速就是1500轉(zhuǎn)，由轉(zhuǎn)速公式：

轉(zhuǎn)速=時間（60秒）×頻率（50HZ）除以磁極對數(shù) 一個磁極對為2個極，由此就可以算出 3000÷1500=2個磁極對也就是4極電動機(jī)。

2、看型號就更直接了：例如電動機(jī)型號是Y 132 M- 4 Y →三相異步電動

機(jī)，其中三相異步電動機(jī)的產(chǎn)品名稱代號還有：YR為繞線式異步電動機(jī)；

YB為防爆型異步電動機(jī)；YQ為高起動轉(zhuǎn)距異步電動機(jī)。132→機(jī)座中心

高(mm) M →機(jī)座長度代號 4 →磁極數(shù)

3、異步電機(jī)是以YB開頭，鼠籠型為YR，增安型為YA，然后是中心高和極數(shù)，例如YR400-4 560 6KV，是異步鼠籠型電機(jī)中心高為400mm，極數(shù)為4極，額定功率560KW，額定電壓6KV；