風(fēng)機(jī)的原理

風(fēng)機(jī)（Fan）是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣或氣體動(dòng)能的設(shè)備。通過原動(dòng)機(jī)（如電動(dòng)機(jī)）的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)葉片或槳葉旋轉(zhuǎn)，通過產(chǎn)生的氣流來改變空氣或氣體的速度和方向

風(fēng)機(jī)的類型

離心風(fēng)機(jī)是利用離心力的原理，通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體加速、改變流向，并將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能的機(jī)械設(shè)備。

離心風(fēng)機(jī)主要由葉輪、機(jī)殼、導(dǎo)風(fēng)筒、電機(jī)和傳動(dòng)軸等部件組成。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣或氣體在離心力的作用下被甩向葉輪邊緣，形成高速氣流，進(jìn)而通過機(jī)殼排出。

離心風(fēng)機(jī)可以應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域（工業(yè)爐、烘干機(jī)、熱風(fēng)爐）、交通行業(yè)（地鐵、汽車通風(fēng)系統(tǒng)）、醫(yī)療行業(yè)（手術(shù)室、潔凈室、實(shí)驗(yàn)室等空氣凈化和排風(fēng)系統(tǒng)）等。

軸流風(fēng)機(jī)是通過電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，氣體從進(jìn)風(fēng)口軸向進(jìn)入葉輪，受到葉片的推擠而能量升高，然后流入導(dǎo)葉。導(dǎo)葉將偏轉(zhuǎn)氣流方向變?yōu)檩S向流動(dòng)，同時(shí)將氣體導(dǎo)入擴(kuò)壓管，進(jìn)一步將氣體動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能的設(shè)備。

軸流風(fēng)機(jī)主要由葉輪、機(jī)殼和電動(dòng)機(jī)三部分組成，電機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)將氣體進(jìn)行軸向流動(dòng)。

軸流風(fēng)機(jī)可以應(yīng)用在建筑領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等。                             

混流風(fēng)機(jī)通過葉輪的旋轉(zhuǎn)，讓空氣或氣體既進(jìn)行離心運(yùn)動(dòng)又進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，殼內(nèi)空氣的運(yùn)動(dòng)混合了軸流與離心兩種運(yùn)動(dòng)形式。

混流風(fēng)機(jī)的主要組成部分是葉輪、機(jī)殼、進(jìn)口集流器、導(dǎo)流片、電動(dòng)機(jī)等。

混流風(fēng)機(jī)可以應(yīng)用在化工領(lǐng)域（石油、天然氣）、核能工程、、船舶工業(yè)等。

風(fēng)機(jī)的參數(shù)

風(fēng)量Q（ Quantity of Air）

全壓Pt(Total pressure)

靜壓Ps(Static pressure)

動(dòng)壓Pd(Dynamic pressure)

功率N(Power)

效率η(efficiency；η讀作“yītǎ”)

風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是指單位時(shí)間內(nèi)通過特定橫截面的空氣或氣體的流通量。風(fēng)量的計(jì)算主要依據(jù)流體力學(xué)原理，通過測量風(fēng)速和風(fēng)道截面積來確定，用符號Q來表示，計(jì)算單位是m3/s。

風(fēng)機(jī)的銘牌標(biāo)注的風(fēng)量是風(fēng)機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的額定風(fēng)量。

風(fēng)機(jī)的風(fēng)量計(jì)算公式為：

Q=V×S

Q—風(fēng)量，單位m3/s；

V—風(fēng)速，單位m/s；

S—風(fēng)道截面積，單位m²；

風(fēng)機(jī)的全壓是風(fēng)機(jī)在單位流量下產(chǎn)生的總壓力，它包括靜壓和動(dòng)壓，用符號Pt表示，其單位Pa。

靜壓指的是流體在靜止?fàn)顟B(tài)下，由于分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的壓力，即流體作用于容器壁面的壓力。用符號Ps來表示，其單位Pa。

靜壓的計(jì)算公式為

Ps = ρ×g×h

Ps—靜壓，單位Pa

ρ—流體密度，單位kg/m3；

g—重力加速度，單位m/s2；

h—液體或氣體的高度、液體或氣體面以下的垂直深度，單位m；

 注：在計(jì)算氣體靜壓時(shí)，通常假設(shè)氣體是均勻且不可壓縮的。然而，在實(shí)際情況下，氣體可能會(huì)受到溫度、壓力和流動(dòng)狀態(tài)等因素的影響，因此可能需要根據(jù)具體情況對計(jì)算公式進(jìn)行修正。此外，如果氣體在流動(dòng)中，還需要考慮動(dòng)壓對靜壓的影響，可以使用總壓減去動(dòng)壓來求得靜壓。

動(dòng)壓指的是流體在運(yùn)動(dòng)過程中由于具備動(dòng)能。用符號Pd來表示，其單位Pa。

Pd=0.5×ρ×v²

Pd—?jiǎng)訅?，單位Pa；

v—流體速度，單位m/s；

ρ—流體密度，單位kg/m3；

風(fēng)機(jī)的全壓計(jì)算公式為：

Pt=Ps Pd

Pt—全壓，單位Pa；

Ps—靜壓，單位Pa；

Pd—?jiǎng)訅?，單位Pa；

系統(tǒng)內(nèi)如果是以風(fēng)機(jī)作為動(dòng)力源，確定這個(gè)風(fēng)機(jī)需要用多大的風(fēng)量，取決于這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的壓力損失是多大。

壓損（單位：Pa）是指流體在流動(dòng)過程中因摩擦、湍流、彎道等因素導(dǎo)致的壓力能損失。

△Pm=0.5×ρ×v²×?×λ/4Rs

△Pm—風(fēng)道的沿程損傷，單位Pa；

λ—摩擦阻力系數(shù)；

v—風(fēng)道內(nèi)流體的平均流速，單位m/s；

ρ—流體密度，單位kg/m3；

?—風(fēng)道的長度，單位m；

Rs—風(fēng)道的水力半徑，單位m；

Rs=F/P

F—管道中充滿流體部分的橫截面積，單位m²；

P—濕周，在通風(fēng)系統(tǒng)中即風(fēng)管周長，單位m；

風(fēng)機(jī)的功率是指單位時(shí)間內(nèi)傳遞給氣體的能量，風(fēng)機(jī)的有效功率通常用符號N來表示，常用單位為kW。

風(fēng)機(jī)的功率計(jì)算公式為：

N=K×Q×Pt/(3600×η₁×η₂×1000)

N—額定功率，單位KW；

K—電機(jī)容量系數(shù)，取值范圍1.1~1.3，小功率取大值，大功率取小值；

Q—風(fēng)量，單位m3/h；

Pt—風(fēng)機(jī)全壓，單位Pa；

η₁—風(fēng)機(jī)效率，取值0.7~0.8，單位%；

η₂—,機(jī)械傳動(dòng)效率，單位%；

電機(jī)容量系數(shù)也稱儲(chǔ)備系數(shù)，系數(shù)越大，電機(jī)的儲(chǔ)備能力越強(qiáng)。

機(jī)械傳動(dòng)效率與風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式有關(guān)，如果風(fēng)機(jī)與電機(jī)直接連接η₂取1，如果通過聯(lián)軸器η₂取0.95~0.98，如果通過三角帶η₂取0.9~0.95，平帶η₂取0.85。

風(fēng)機(jī)常用的輸出功率工程計(jì)算公式

N=ξ₁×Pt×V_D

ξ₁—以風(fēng)筒空氣溫度為基準(zhǔn)的溫度修正系數(shù)，對于普通的鼓風(fēng)式水冷空冷器ξ₁=1.1；

Pt—風(fēng)機(jī)全壓，單位Pa；

V_D—空氣穿過風(fēng)筒時(shí)，空氣溫度下的體積風(fēng)量，m3/s；

注：對于普通的引風(fēng)式水冷空冷器ξ1=1.2~1.5；

電機(jī)功率是指電機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，電機(jī)功率通常用符號Ne來表示，常用單位為kW。

Ne=N/η₁η₂η₃

η₁—風(fēng)機(jī)效率，取值0.7~0.8，單位%；

η₂—機(jī)械傳動(dòng)效率，單位%；

η₃—電機(jī)效率，取值0.9，單位%；