湿帘冷风机工作原理特性与应用要求
湿帘冷风机工作原理特性与应用要求
湿帘冷风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却;锅炉和工业炉窑的通风和引风;空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风;谷物的烘干和选送;风洞风源和气垫船的充气和推进等。
湿帘冷风机的工作原理与透平压缩机基本相同,只是由于气体流速较低,压力变化不大,一般不需要考虑气体比容的变化,即把气体作为不可压缩流体处理。
按气体流动的方向,湿帘冷风机可分为离心式、轴流式、斜流式和横流式等类型。
冷风机工作时,动力机(主要是电动机)驱动叶轮在蜗形机壳内旋转,空气经吸气口从叶轮中心处吸入。由于叶片对气体的动力作用,气体压力和速度得以提高,并在离心力作用下沿着叶道甩向机壳,从排气口排出。因气体在叶轮内的流动主要是在径向平面内,故又称径流冷风机。
湿帘冷风机主要由叶轮和机壳组成,小型风机的叶轮直接装在电动机上中、大型风机通过联轴器或皮带轮与电动机联接。风机一般为单侧进气,用单级叶轮;流量大的可双侧进气,用两个背靠背的叶轮,又称为双吸式离心冷风机。
叶轮是冷风机的主要部件,它的几何形状、尺寸、叶片数目和制造精度对性能有很大影响。叶轮经静平衡或动平衡校正才能保证冷风机平稳地转动。按叶片出口方向的不同,叶轮分为前向、径向和后向三种型式。前向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转方向倾斜;径向叶轮的叶片顶部是向径向的,又分直叶片式和曲线型叶片;后向叶轮的叶片顶部向叶轮旋转的反向倾斜。
前向叶轮产生的压力最大,在流量和转数一定时,所需叶轮直径最小,但效率一般较低;后向叶轮相反,所产生的压力最小,所需叶轮直径最大,而效率一般较高;径向叶轮介于两者之间。叶片的型线以直叶片最简单,机翼型叶片最复杂。
为了使叶片表面有合适的速度分布,一般采用曲线型叶片,如等厚度圆弧叶片。叶轮通常都有盖盘,以增加叶轮的强度和减少叶片与机壳间的气体泄漏。叶片与盖盘的联接采用焊接或铆接。焊接叶轮的重量较轻,流道光滑。低、中压小型风机的叶轮也有采用铝合金铸造的。
小型低压轴流冷风机由叶轮、机壳和集流器等部件组成,通常安装在建筑物的墙壁或天花板上;大型高压轴流冷风机由集流器、叶轮、流线体、机壳、扩散筒和传动部件组成。叶片均匀布置在轮毂上,数目一般为2~24。叶片越多,风压越高;叶片安装角一般为10°~45°,安装角越大,风量和风压越大。
与其他类型低速冷风机相比,横流冷风机具有较高的效率。它的轴向宽度可任意选择,而不影响气体的流动状态,气体在整个转子宽度上仍保持流动均匀。它的出口截面窄而长,适宜于安装在各种扁平形的设备中用来冷却或通风。
冷风机的性能参数主要有流量、压力、功率,效率和转速。另外,噪声和振动的大小也是冷风机的主要技术指标。流量也称风量,以单位时间内流经冷风机的气体体积表示;压力也称风压,是指气体在冷风机内压力升高值,有静压、动压和全压之分;功率是指冷风机的输入功率,即轴功率。冷风机有效功率与轴功率之比称为效率。冷风机全压效率可达90%。
冷风机未来的发展将进一步提高冷风机的气动效率、装置效率和使用效率,以降低电能消耗;用动叶可调的轴流冷风机代替大型离心冷风机;降低冷风机噪声;提高排烟、排尘叶轮和机壳的耐磨性;实现变转速调节和自动化调节。