風機選型過程中應注意的幾個問題

風機選型是風機設計人員必須掌握的一項基本技能，它需要我們熟練運用一些基礎知識簡單、快速、準確的選出滿足使用條件的風機。下面就在風機選型過程中應注意的幾個問題作一說明。

一、流量和壓力

通風機的主要性能參數包括流量、壓力、轉速、功率、效率等。在風機選型時，應明確給出風機使用條件下的大氣壓力、介質溫度、氣體成分。

通常所說的風機的流量是指單位時間內流過通風機入口的氣體體積。以m3/h、m3/min、m3/s表示。在通風機樣本和銘牌上常用m3/h，而鼓風機中常用m3/min，但在通風機設計計算和性能計算中均用m3/s。

流量包括體積流量和質量流量，體積流量常以標準大氣狀態下的體積流量為指標，稱標態流量，其單位為標準立方米每小時（Nm3/h），或標準立方米每分（Nm3/min）。

標準大氣狀態的定義如下：

壓力為101325Pa，溫度為273K，重力加速度為9.81m/s2時干燥空氣的狀態稱為標準大氣狀態。在標準大氣狀態下空氣的密度為1.29kg/m3。

K為絕對溫度單位，風機選型及性能換算時，氣體溫度用絕對溫度。

絕對溫度與攝氏溫度換算關系如下：

T = 273 + t

t - 攝氏溫度

T - 絕對溫度

此標準大氣狀態是物理學意義上的大氣狀態，在化工及冶金等行業給出的需要處理的風量一般采用標態流量。

當用戶給出標態流量時，需要換算成工況下的流量，此工況流量才是我們風機選型所需要的流量參數，其換算公式如下：

- 工況流量

- 標態流量

t - 工況溫度

- 當地大氣壓

而我國規定的通風機進口標準狀態是指：壓力為101325Pa，溫度為293K，介質為空氣，相對濕度為50％的濕空氣狀態。其密度為1.2kg/m3。當用比轉數選型時就要把工況狀態下的參數換算到通風機進口標準狀態下的參數，而不能直接將標準大氣狀態下的參數換算到通風機標準進口狀態下的參數進行選型。

質量流量常用在運輸式壓縮機及燃氣輪機裝置中。其單位常用kg/s來表示�；�工行業經常采用氣體的質量流量。

當用戶給出質量流量時，同時也應給出氣體密度或氣體組成。

然后換算成氣體體積流量： 氣體體積流量＝為進行正常通風，需要有克服管道阻力的壓力，風機則必須產生出這種壓力。

風機的壓力分為靜壓、動壓、全壓三種形式。其中，克服前述管道阻力的壓力為靜壓；把氣體流動中所需動能轉換成壓力的形式為動壓，實際中，為實現送風目的，就需有靜壓和動壓。

所謂風機的全壓是指由風機所給定的全壓增加量，即風機的出口和進口之間的全壓之差。所謂風機的靜壓是指由風機的全壓減去風機出口的動壓。

壓力一般用壓力計測量，壓力計上讀出的壓力數值為測量處氣體的壓力與外界大氣壓的差值，稱為表壓，測量處氣體的實際壓力為絕對大氣壓。

二、密度和溫度

在風機選型中，經常要用到輸送氣體的密度，密度的大小決定壓力大小，而密度又與大氣壓、氣體常數及氣體溫度有關。

當同時給出氣體密度和氣體溫度時，我們可以直接用密度來進行壓力換算，而溫度用來選擇材料。

當用戶給出輸送氣體的溫度、氣體平均分子量及當地大氣壓時，應當用下列公式進行氣體密度換算：

氣體密度ρ＝ R為氣體常數 R= - 通用氣體常數，其值恒等于8314J/(mol?K) - 氣體平均分子量

例如：某地大氣壓為101325Pa，氣體溫度為20℃，氣體平均分子量為29，計算氣體的密度。

先求出氣體常數R，R= J/Kg?K 則氣體密度ρ＝

三、轉速與比轉數

所謂比轉數ns是設想一種與該風機幾何相似的風機，并以風量為1 m3/秒，全壓用能量頭表示為1米時的假想轉速來定義的，將此以公式表示，為

ns=5.54n 式中 Q——流量（m3/s） P——全壓（Pa） n——轉速（r/min） ρ——通風機進口的氣體密度（kg/m3）

當通風機進口處為標準進氣狀況，且氣體介質為空氣時，式中的ρ＝1.2 kg/m3，故式中可以寫成 ns=5.54n 從ns的定義可知，在相同型式葉輪中，根據ns的大小可推斷出葉輪的大體幾何形狀。

要想確定轉速，在離心式葉輪中，就要按風量確定葉片流道寬度，再根據能量頭確定葉輪的直徑。從而，ns小的葉片與直徑相比，其葉片寬度較窄，而ns大的葉片，其葉片寬度卻變寬了。

在軸流式葉輪中ns大的葉輪則為比輪轂比小的葉片長度相應長的葉輪。

從葉輪強度上說，葉片寬度窄或長度短的葉輪為好，因而在確定比轉數ns時，需考慮葉輪的強度。

一般離心通風機的比轉數ns＝15～80；混流通風機ns＝80～120；軸流通風機ns＝100～500。

對于某一風機，當工況變化時，流量和壓力（或流量系數和壓力系數）都在變化。

因此，一般每一個工況點都可以計算出一個比轉數，即一臺風機有很多的比轉數。但是，為了便于比較，規定為：風機最高效率點的比轉數，作為該風機的比轉數。如4-72風機最高效率點的比轉速為72 另外通風機的比轉數都是指單級單吸入時的比轉數。

故對雙吸入單級通風機，上式可寫成 ns=5.54n 雙級單吸入風機可寫成 ns=5.54n 比轉數可以作為通風機的分類、系列化和相似設計的依據，因而是通風機的一個非常重要的參數， 風機轉速大小直接影響風機性能參數，在現有的風機樣本中，除皮帶傳動外，風機轉速都是采用電機的異步轉速，即960、1450、2900等等。

而現在生產的電機，由于技術水平的不斷提高，電機的額定轉速已經非常接近于電機的同步轉速，因此，我們如采用風機樣本中的電機轉速來進行風機選型，那么選擇的風機性能參數誤差會非常大。

如現在的200KW左右的4級電機，其額定轉速已達到1490rpm，用樣本上的風機轉速選型，實際風量相差2.76％，實際風壓則相差5.6％。而風機標準中規定：在規定的流量下，風壓的偏差不超過5％，這就是說，在沒有考慮其它條件影響的情況下，我們所選擇的風機就已經超標。

因此，我們在選型時，應采用電機的額定轉速。如用比轉數選型，則選型后用電機的額定轉數進行修正。低噪方型橫流式冷卻塔