風(fēng)機(jī)選型需要了解一定的風(fēng)機(jī)知識(shí),
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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(shí)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(dòng)方式:決定傳遞效率,電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)、聯(lián)軸器直接傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)的機(jī)械效率分別為1、0.98、0.95。
(6)在選用風(fēng)機(jī)時(shí),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(hào):選用風(fēng)機(jī)配用電機(jī)時(shí),應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的安全系數(shù)(K),電動(dòng)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(dòng)機(jī)容量安全系數(shù)(按下表選用);
η-機(jī)械傳動(dòng)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(wú)因次性能參數(shù)進(jìn)行選型
按無(wú)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(hào)
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(tái)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(shí)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(shí)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(dòng)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(huì)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(hào)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(gè)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(hào)和動(dòng)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(zhǎng)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(lái)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(cè)圖,對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào),標(biāo)注長(zhǎng)度和風(fēng)量。管段長(zhǎng)度一般按兩管件間中心線長(zhǎng)度計(jì)算,不扣除管件(如三通、彎頭)本身的長(zhǎng)度。
(b)確定合理的空氣流速
風(fēng)管內(nèi)的空氣流速對(duì)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(dòng)力消耗增大,運(yùn)行費(fèi)用增加。對(duì)除塵系統(tǒng)會(huì)增加設(shè)備和管道的磨損,對(duì)空調(diào)系統(tǒng)會(huì)增加嗓聲。流速低,阻力小,動(dòng)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(duì)除塵系統(tǒng)流速過(guò)低會(huì)使粉塵沉積堵塞管道。因此,必須通過(guò)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(xiǎn)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(shí),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(shí)應(yīng)按式、式對(duì)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(zhǎng)度見(jiàn)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(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
確定風(fēng)管斷面尺寸時(shí),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(shí)應(yīng)按式、式對(duì)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(zhǎng)度見(jiàn)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(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
1.對(duì)各管段進(jìn)行編號(hào),標(biāo)出管段長(zhǎng)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(zhǎng)度摩擦阻力。
根據(jù)表,輸送含有輕礦物粉塵的空氣時(shí),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(jiàn)表。
4.確定管段2、4的管徑及單位長(zhǎng)度摩擦力,見(jiàn)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(jiàn)表2-3-5)
7.對(duì)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(jí)數(shù)三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是分級(jí)的,是由電機(jī)的“極數(shù)”決定的。三相異步電動(dòng)機(jī)“極數(shù)”是指定子磁場(chǎng)磁極的個(gè)數(shù)。定子繞組的連接方式不同,可形成定子磁場(chǎng)的不同極數(shù)(2級(jí)指的是電機(jī)每一相含有的磁極個(gè)數(shù)為2(即一個(gè)N極和一個(gè)S極)。選擇電動(dòng)機(jī)的極數(shù)是由負(fù)荷需要的轉(zhuǎn)速來(lái)確定的,電動(dòng)機(jī)的極數(shù)直接影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=60×電動(dòng)機(jī)頻率/電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。電動(dòng)機(jī)的電流只跟電動(dòng)機(jī)的電壓、功率有關(guān)系。
極數(shù)反映出電動(dòng)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(lái)一去才能組成回路,也就是磁極對(duì)數(shù),是成對(duì)出現(xiàn)的,極就是磁極的意思,這些繞組當(dāng)通過(guò)電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),相應(yīng)的就會(huì)有磁極。
三相交流電機(jī)每組線圈都會(huì)產(chǎn)生N、S磁極,每個(gè)電機(jī)每相含有的磁極個(gè)數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對(duì)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(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速為50r/s,即3000r/min。
如果電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不止是一對(duì)磁極,進(jìn)一步分析還可以得到同步轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)磁極對(duì)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(duì)數(shù)(P)之間有嚴(yán)格的關(guān)系 ns=f/P。在中國(guó),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(chǎng)的轉(zhuǎn)速,異步之名由此而來(lái)。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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(chǎng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速=60×頻率/極對(duì)數(shù)(我國(guó)工頻為50Hz)。
異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=(60×頻率/極對(duì)數(shù))×(1-s)
s:轉(zhuǎn)差率,用來(lái)表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0相差的程度的物理量。
另外,同等功率的電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)速越大,輸出扭矩越小。
b識(shí)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(shí)間(60秒)×頻率(50HZ)除以磁極對(duì)數(shù) 一個(gè)磁極對(duì)為2個(gè)極,由此就可以算出 3000÷1500=2個(gè)磁極對(duì)也就是4極電動(dòng)機(jī)。
2、看型號(hào)就更直接了:例如 電動(dòng)機(jī)型號(hào)是Y 132 M- 4 Y →三相異步電動(dòng)
機(jī),其中三相異步電動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品名稱代號(hào)還有:YR為繞線式異步電動(dòng)機(jī);
YB為防爆型異步電動(dòng)機(jī);YQ為高起動(dòng)轉(zhuǎn)距異步電動(dòng)機(jī)。132→機(jī)座中心
高(mm) M →機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào) 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;
比如風(fēng)機(jī)電機(jī)的選擇:極數(shù)的選擇應(yīng)該根據(jù)風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速選取,功率15KW;
2900r/min選2極,1450r/min選4極,970r/min選6極等等;
電機(jī)的轉(zhuǎn)速=頻率×60S÷(電機(jī)的極數(shù)÷2),電機(jī)15KW-2P。
c電機(jī)常見(jiàn)安裝形式:
B3安裝,電機(jī)實(shí)物圖,35安裝,電機(jī)實(shí)物圖,B5安裝,電機(jī)實(shí)物圖:
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