通風機是通風系統(tǒng)中的一個重要部件。除塵、排毒或防暑降溫等機械送排風系統(tǒng)輸送各類氣體時，是靠通風機克服空氣在系統(tǒng)中流動所產(chǎn)生的阻力，使輸送的風量滿足設計要求。

一、 通風機的分類和用途

（一） 分類

1． 按使氣體壓力升高的原理分類

1） 容積式風機：利用機殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子與機殼之間的工作容積發(fā)生變化，把吸進的氣體壓送到排氣管道，如羅茨鼓風機。

2） 葉片式風機：通過葉輪的旋轉(zhuǎn)對氣體作功，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能，使氣體產(chǎn)生壓力和流動。通風工程中常用的葉片式風機分為離心式和軸流式兩種，如圖23—29所示。

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圖23—29 離心式與軸流式通風機

a）——離心式 b）——軸流式

離心式風機運轉(zhuǎn)時，空氣沿著葉輪轉(zhuǎn)動軸方向進入，而從與轉(zhuǎn)動軸垂直的方向排出，軸流式風機運轉(zhuǎn)時，空氣沿著葉輪轉(zhuǎn)動軸方向自一面吸入，而從另一面送出。

2． 按產(chǎn)生壓力的高低分類：

（1） 通風機：排氣壓力低于11500Pa（即1.15at）。

（2） 鼓風機：排氣壓力在115000Pa至35000Pa（即1.15~3.5at）范圍內(nèi)。

常用表壓（相對于大氣）表示排氣壓力。表壓在15000Pa以下者為通風機。

通風工程中最常用的是離心式通風機和軸流式通風機，按其壓力的大小可分為：

高壓離心式通風機，風壓為3000~15000Pa；

中壓離心式通風機，風壓為1000~3000Pa；

低壓離心式通風機，風壓為1000Pa以下；

高壓軸流式通風機，風壓為500~5000Pa；

低壓軸流式通風機，風壓為500Pa以下。

（二） 用途

一般情況下，離心式通風機適用于所需風量較小，系統(tǒng)阻力較大的場合，而軸流式通風機則常用于所需風量較大，系統(tǒng)阻力較小的場合。

1． 通風換氣用通風機

這類通風機一般供工廠及各種建筑通風換氣或防暑降溫用。要求風壓不高，但噪聲要低，可采用離心式或軸流式通風機。離心式通風機如4—72—11型、T4—72型等，軸流式通風機如30K＜sub＞4＜sub＞—11型，勞研型軸流噴霧風扇等。

2． 排塵通風機

用于輸送含塵氣體，供工廠通風除塵系統(tǒng)使用。一般要求有中等風壓，葉輪上葉片少，不易磨損和堵塞。這類通風機多為離心式，如6—46—11型，C4—73—11型等。

3． 耐腐蝕通風機

用于輸送有腐蝕性的有害氣體，供工廠通風排毒系統(tǒng)使用。為了防止氣體對機體的腐蝕，用耐腐蝕的不銹鋼、塑料制造，如F4—72型不銹鋼離心通風機，4—62型塑料離心通風機等。

4． 防爆通風機

用于輸送易爆性氣體。為了防止由于葉輪與機殼相碰產(chǎn)生火花而引起爆炸事故，葉輪或機殼采用鋁板制成，如B4—72—11型、B4—62—11型等。

5． 工業(yè)爐用通風機

供化鐵爐、鍛冶爐通風及高壓機械通風用，也可用于物料氣力輸送系統(tǒng)。要求風壓較高，一般為3000~15000Pa，恰為高壓離心通風機的風壓范圍。這類通風機葉輪圓周速度大，制造所用的材質(zhì)強度較高，如8—18—101型、9—27—12型等。

其它還有鍋爐用通風機、引風機、煤粉通風機、礦井用通風機、高溫通風機等等。

二、 通風機的一般性能參數(shù)

（一） 風量

通風機在單位時間內(nèi)所排送的氣體體積流量，稱之為風量或流量，單位是m＜sup＞3＜sup＞/h。它與通風機的葉輪直徑、轉(zhuǎn)速和葉輪的葉片形式等有關(guān)，其關(guān)系可用下式表達：

（23—41）

式中 L——通風機的風量（m＜sup＞3＜sup＞/h）；

D——通風機的葉輪的外徑（m）；

v——葉輪外周的圓周速度（m/s）；

L——流量系數(shù)，與通風機型號有關(guān)。

通風機的風量一般用實驗方法測得。在同一轉(zhuǎn)速下，調(diào)節(jié)通風機進口或出口閘閥時，風量也隨之改變。

（二） 風壓

通風機的風壓是指升壓（相對于大氣的壓力）。即氣體在通風機內(nèi)壓力的升高值，它等于通風機的出口氣流全壓與進口氣流全壓之差，單位是Pa。它與通風機的葉輪直徑、轉(zhuǎn)速、空氣密度和葉輪的葉片形式等有關(guān)，可用下式表達：

（23—42）

式中 H——通風機全壓（Pa）；

ρ——空氣密度（N·s＜sup＞2＜sup＞/m＜sup＞4＜sup＞）；

v——葉輪外周的圓周速度（m/s）；



D——葉輪葉徑（m）；

n——風機轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）；

H——與葉片形式有關(guān)的系數(shù)，稱為壓力系數(shù)。根據(jù)實驗，一般的數(shù)據(jù)為：

后曲式H=0.4~0.6；

徑向式H=0.6~0.8；

前曲式H=0.8~1.1。

根據(jù)上式可以近似地估計一臺通風機的風壓。但由于上式估計出的風壓是指通風機效率最高時的風壓。在同一轉(zhuǎn)速下，當用通風機進口閘閥來調(diào)節(jié)風量時，風壓也會隨之變化。

（三） 功率

用通風機排送空氣時，空氣由通風機獲得了能量，但通風機本身卻消耗了能量。風機在單位時間內(nèi)傳遞給流體（氣體）的實際能量，稱為通風機的有效功率，單位kW。可用下式表達：

（23—43）

10.2為kW與kgf·m/s之間的換算常數(shù)。

由于通風機內(nèi)有摩擦等損失，因此消耗在風機軸上的功率（軸功率N）要大于有效功率。

軸功率的計算式為：

（23—44）

式中 η——通風機的氣壓效率。

軸功率與功率系數(shù)間的關(guān)系為

（23—45）

或



式中N為軸功率系數(shù)。

（四） 效率

通風機的有效功率與軸功率之比稱為通風機的效率，以η（%）表示：

（23—46）

通風機的效率反映了通風機的工作的經(jīng)濟性。

后曲式葉片通風機的效率一般為80~90%，

前曲式葉片通風機的效率一般為60~65%，

徑向式葉片通風機的效率介于兩者之間。

（五） 轉(zhuǎn)速

通風機的葉輪旋轉(zhuǎn)速度的快慢將直接影響通風機的風量、風壓和效率，單位為r/min。中、小型風機的轉(zhuǎn)速一般較高，往往與電動機直接有關(guān)。大型風機的轉(zhuǎn)速較低，一般用皮帶傳動與電動機相連。改變皮帶輪的直徑即可調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速。其關(guān)系式如下：

（23—47）

式中d＜sub＞f＜sub＞、d＜sub＞m＜sub＞——通風機和電動機的皮帶輪直徑；

n＜sub＞f＜sub＞、n＜sub＞m＜sub＞——通風機和電動機的轉(zhuǎn)速。

由上式可見，如要改變通風機的轉(zhuǎn)速，只要改變通風機或電動機中任意一個皮帶輪的直徑即可。

當轉(zhuǎn)速改變時，風機的特性曲線也隨之改變，亦即風機在每一轉(zhuǎn)速下都有其相應的特性曲線。

當轉(zhuǎn)速改變時，風量、風壓、軸功率的變化關(guān)系可按下式計算：

（23—48）

從上式可見，如果通風機的轉(zhuǎn)速由n改變?yōu)閚＜sup＞1＜sup＞，風機的風量變化與的一次方成正比；風壓變化與的二次方成正比；功率變化與的二次方成正比：三次方程成正比。

（六） 通風機的性能曲線

通風機的性能曲線一般有H—L曲線、N—L曲線、η—L曲線三種。這三根曲線常畫在同一圖上，統(tǒng)稱風機特性曲線。如圖23—30所示，根據(jù)特性曲線，已知Lm＜sup＞3＜sup＞/h、H Pa、N kW，η（%）中的任何一值，即可求得其它各值。



圖23—30 風機的特性曲線

通風機制造廠對所生產(chǎn)的通風機都根據(jù)實驗預先作出其特性曲線，以供選擇通風機時參考。但是在有的風機樣本中不列出特性曲線圖，而只列出選擇風機的數(shù)字表格，性能表中每一種轉(zhuǎn)數(shù)按流量、風壓等分為八個性能點，直接選用風機。

三、 離心式通風機

離心式通風機按風壓不同分為低壓、中壓和高壓三種。風壓低于1000Pa的稱低壓離心通風機；風壓為1000~3000Pa之間的稱中壓離心通風機；風壓為3000~15000Pa的稱高壓離心通風機。

離心式通風機按其用途又可分為一般用、排塵用、防腐用、防爆用、鍋爐及礦井用等多種。

離心式通風機按其葉輪的形狀又可分為直葉式、后曲式和前曲式三種，如圖23—31所示。



圖23—31 離心風機葉輪形狀

a）直葉式 b）后曲式 c）前曲式

直葉式構(gòu)造簡單，但效率較低。

后曲式葉輪背向轉(zhuǎn)動方向彎曲，效率高，噪聲小。

前曲式的葉輪面向轉(zhuǎn)動方向彎曲，其產(chǎn)生的風壓高于后曲式，但能量損失大，其效率低于后曲式。

一般說，葉輪寬、葉片短的風機的風量大，風壓低；葉輪窄、葉片長的風機的風量小，風壓高。排塵離心式通風機葉片數(shù)量較少。一般小于6號的離心式通風機都是風機葉輪裝在電動機軸上直接傳動，大于6號的采用皮帶傳動或用聯(lián)軸器與電動機連接。為了便于實際使用，離心式通風機按其葉輪轉(zhuǎn)動方向做成右旋式和左旋式兩種：從電動機一端看，葉輪按順時針方向旋轉(zhuǎn)的，稱為右旋式風機，按逆時針方向旋轉(zhuǎn)的，稱為左旋式風機。

風機的出風口位置有的是可調(diào)的，如4—72—11型，可調(diào)4個位置。如果購得的風機的出風口位置不合適，可轉(zhuǎn)動一下機殼，調(diào)到所需的位置后加以固定就行了。

工廠生產(chǎn)的離心式通風機都有統(tǒng)一的型號規(guī)格。各種型號和用途的離心式通風機的風量，風壓及應配備的電動機功率都可在有關(guān)的設計手冊或產(chǎn)品目錄上查到。

四、 輛流式通風機

軸流式通風機按風壓的不同，也分為低壓和高壓兩類。風壓低于500Pa的，屬低壓類。風壓高于500Pa的屬高壓類。高壓軸流式通風機按用途的不同還可分為一般用，防爆用和礦井用