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　　1離心式風(fēng)機(jī)

　　1.1離心風(fēng)機(jī)的工作原理

　　離心風(fēng)機(jī)的工作原理是利用葉輪高速旋轉(zhuǎn)，其上的葉片對(duì)氣體沿著它的運(yùn)動(dòng)方向做功，從而使氣體的壓力能和動(dòng)能均有所增加。氣體離開(kāi)葉輪后，循著導(dǎo)葉式蝸殼的引導(dǎo)流至出口。由于葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，使氣體在出口處具有較高的能量得以連續(xù)不斷地向前方流去，達(dá)到輸送氣體的目的。

　　我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，離心風(fēng)機(jī)葉片對(duì)氣體作功主要是沿圓周切線方向作功使氣體增加能量，因?yàn)槿~片是沿圓周方向運(yùn)行的。 1.2流體在葉輪中運(yùn)動(dòng)及速度三角形

　　1.2.1流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)

　　離心風(fēng)機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)為流體的壓力能和動(dòng)能，這種轉(zhuǎn)換要通過(guò)葉輪來(lái)完成。氣體在葉輪中除作為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，同時(shí)還從葉輪進(jìn)口向出口流動(dòng)，因此氣體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)為復(fù)合運(yùn)動(dòng)。 

　?。?）圓周運(yùn)動(dòng)：當(dāng)葉輪帶動(dòng)流體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體具有圓周運(yùn)動(dòng)（牽連運(yùn)動(dòng)），其運(yùn)動(dòng)速度稱(chēng)為圓周速度，用符號(hào)u表示，其方向與圓周切線方向一致，大小與所在半徑及轉(zhuǎn)速有關(guān)。  

　?。?）相對(duì)運(yùn)動(dòng)：流體沿葉輪流道的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度稱(chēng)為相對(duì)速度，用符號(hào)w表示，其方向?yàn)槿~片的切線方向，大小與流量及流道形狀有關(guān)。

　?。?）絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：

　　流體相對(duì)靜止機(jī)殼的運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度稱(chēng)為絕對(duì)速度，用符號(hào)v表示，大小方向與u和w有關(guān)。

　　各速度向量間的關(guān)系：

　　流體的運(yùn)動(dòng)=葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)+流體沿葉片的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 速度向量間的關(guān)系為：v  =  u  +  w

　　1.2.2速度三角形

　　由圓周、相對(duì)、絕對(duì)三速度向量組成的向量圖，稱(chēng)速度三角形。

　　v = u + w = vm + vu

　　圖中：

　　vu —絕對(duì)速度在圓周方向的分量，稱(chēng)為圓周分速度。

　　vm—絕對(duì)速度在軸面的分量，稱(chēng)為軸面速度。

　　α —表示絕對(duì)速度與圓周速度之間的夾角，稱(chēng)為絕對(duì)速度角。    

　　β — 表示相對(duì)速度與圓周速度反方向的夾角，稱(chēng)為流動(dòng)角。    

　　βa—表示葉片切線與圓周速度反方向之間的夾角，稱(chēng)為葉片安裝角。

　　當(dāng)流體沿葉片切線運(yùn)動(dòng)時(shí)， β = βa

　　1.3離心式風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)

　　離心式風(fēng)機(jī)主要由葉輪、機(jī)殼、進(jìn)口集流器、導(dǎo)流器等部件組成。

　　1.3.1葉輪

　　葉輪是離心風(fēng)機(jī)傳遞能量的主要部件，它由前盤(pán)、后盤(pán)、葉片及輪轂等組成，其結(jié)構(gòu)有焊接和鉚接兩種形式。

　　葉輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)：

　　D0為葉輪進(jìn)口直徑，D1為葉片進(jìn)口直徑，D2為葉片出口直徑，即葉輪外徑，b1為葉片進(jìn)口寬度，b2為葉片出口寬度，β1為葉片進(jìn)口安裝角，β2為葉片出口安裝角。

　　葉片是葉輪最主要的部分。葉片的形狀、數(shù)量及其出口安裝角度對(duì)通風(fēng)機(jī)的性能有很大影響。

　　離心風(fēng)機(jī)葉片的形狀有：平板形、圓弧形和中空機(jī)翼形等幾種。

　　(a)平板葉片   (b)圓弧窄葉片    (c)圓弧葉片   (d)機(jī)翼型葉片

　　平板形葉片制造簡(jiǎn)單。目前，前向葉片一般多采用圓弧形葉片。在后向葉片中，對(duì)于大型離心風(fēng)機(jī)多采用機(jī)翼形葉片，而對(duì)于中、小型離心風(fēng)機(jī)，則以采用圓弧形和平板形葉片為宜。

　　根據(jù)葉片出口安裝角度的不同，可將葉輪的形式分為以下三種。 

　?。?）前向葉片的葉輪

　　葉片出口安裝角度β2>90°，其中(a)為薄板前向葉輪，(b)為多葉前向葉輪。這種類(lèi)型的葉輪流道短而出口寬度較寬。葉輪能量損失大，整機(jī)效率低，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲大，容易在葉輪間聚集雜物，易結(jié)垢，但產(chǎn)生的風(fēng)壓較高。其葉片一般較窄，葉片數(shù)量多，此類(lèi)葉型的葉輪多用于中小型離心風(fēng)機(jī)。 

　?。?）后向葉片的葉輪

　　葉片出口安裝角β2<90°。其中(c)為薄板后向葉輪，(f)為機(jī)翼形后向葉輪。這類(lèi)葉型的葉輪能量損失少，風(fēng)量大風(fēng)壓較低，但整機(jī)效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲小，不易結(jié)垢，應(yīng)用廣泛；其生產(chǎn)工藝要求較高，一般大型離心風(fēng)機(jī)多采用此類(lèi)葉型的葉輪。

　?。?）徑向葉片的葉輪

　　葉片出口安裝角度β2=90°，其中(d)為曲線形徑向葉輪，(e)為直線形徑向葉輪。前者制作復(fù)雜，但損失小，后者則相反。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單生產(chǎn)成本較低，特點(diǎn)介于前向型葉片與后向型葉片之間，效率較低，所以現(xiàn)在應(yīng)用不是十分廣泛，又由于其不易結(jié)垢的特點(diǎn)，一般只在粉塵較大場(chǎng)合使用。

　　三種形式葉輪風(fēng)機(jī)特性對(duì)比：

　　從下面的兩個(gè)圖表中可以看出在相同的風(fēng)量下由于前向型風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口較小，風(fēng)速較大，導(dǎo)致其動(dòng)壓部分過(guò)高，能量衰減過(guò)快，故而效率較低；而后向型的葉輪則剛好相反，較大的出風(fēng)口能使大量的風(fēng)機(jī)動(dòng)壓轉(zhuǎn)換成靜壓，大大提高了其效率，而且在風(fēng)量不斷增大的過(guò)程中，前向型葉輪的功率急劇增加，后向型葉輪則平穩(wěn)過(guò)渡，顯示出良好的應(yīng)變能力，所以在很多大風(fēng)量的風(fēng)機(jī)都會(huì)選擇后向型的葉輪，而在小風(fēng)量高壓力的環(huán)境下前向型的葉輪則表現(xiàn)的更好。

　　葉輪可做成閉式、開(kāi)式和半開(kāi)式三種型式。

　　采用閉式葉輪效率比較高；，開(kāi)式和半閉式葉輪流道不易堵塞，但是由于沒(méi)有蓋板，流體在葉片間流動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生倒流，故效率較低。

　　封閉式葉輪的軸向力較??；半開(kāi)式葉輪和開(kāi)式葉輪的軸向力較大。