通風(fēng)機(jī)是通風(fēng)系統(tǒng)中的一個(gè)重要部件。除塵、排毒或防暑降溫等機(jī)械送排風(fēng)系統(tǒng)輸送各類氣體時(shí)，是靠通風(fēng)機(jī)克服空氣在系統(tǒng)中流動(dòng)所產(chǎn)生的阻力，使輸送的風(fēng)量滿足設(shè)計(jì)要求。
一、 通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)：利用機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的工作容積發(fā)生變化，把吸進(jìn)的氣體壓送到排氣管道，如羅茨鼓風(fēng)機(jī)。
2） 葉片式風(fēng)機(jī)：通過葉輪的旋轉(zhuǎn)對(duì)氣體作功，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能，使氣體產(chǎn)生壓力和流動(dòng)。通風(fēng)工程中常用的葉片式風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)
a）——離心式 b）——軸流式
離心式風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向進(jìn)入，而從與轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直的方向排出，軸流式風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，空氣沿著葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(fēng)機(jī)：排氣壓力低于11500Pa（即1.15at）。
（2） 鼓風(fēng)機(jī)：排氣壓力在115000Pa至35000Pa（即1.15~3.5at）范圍內(nèi)。
常用表壓（相對(duì)于大氣）表示排氣壓力。表壓在15000Pa以下者為通風(fēng)機(jī)。
通風(fēng)工程中最常用的是離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)，按其壓力的大小可分為：
高壓離心式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為3000~15000Pa；
中壓離心式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為1000~3000Pa；
低壓離心式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為1000Pa以下；
高壓軸流式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為500~5000Pa；
低壓軸流式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓為500Pa以下。
（二） 用途
一般情況下，離心式通風(fēng)機(jī)適用于所需風(fēng)量較小，系統(tǒng)阻力較大的場(chǎng)合，而軸流式通風(fēng)機(jī)則常用于所需風(fēng)量較大，系統(tǒng)阻力較小的場(chǎng)合。
1． 通風(fēng)換氣用通風(fēng)機(jī)
這類通風(fēng)機(jī)一般供工廠及各種建筑通風(fēng)換氣或防暑降溫用。要求風(fēng)壓不高，但噪聲要低，可采用離心式或軸流式通風(fēng)機(jī)。離心式通風(fēng)機(jī)如4—72—11型、T4—72型等，軸流式通風(fēng)機(jī)如30K＜sub＞4＜sub＞—11型，勞研型軸流噴霧風(fēng)扇等。
2． 排塵通風(fēng)機(jī)
用于輸送含塵氣體，供工廠通風(fēng)除塵系統(tǒng)使用。一般要求有中等風(fēng)壓，葉輪上葉片少，不易磨損和堵塞。這類通風(fēng)機(jī)多為離心式，如6—46—11型，C4—73—11型等。
3． 耐腐蝕通風(fēng)機(jī)
用于輸送有腐蝕性的有害氣體，供工廠通風(fēng)排毒系統(tǒng)使用。為了防止氣體對(duì)機(jī)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(fēng)機(jī)，4—62型塑料離心通風(fēng)機(jī)等。
4． 防爆通風(fēng)機(jī)
用于輸送易爆性氣體。為了防止由于葉輪與機(jī)殼相碰產(chǎn)生火花而引起爆炸事故，葉輪或機(jī)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(fēng)機(jī)
供化鐵爐、鍛冶爐通風(fēng)及高壓機(jī)械通風(fēng)用，也可用于物料氣力輸送系統(tǒng)。要求風(fēng)壓較高，一般為3000~15000Pa，恰為高壓離心通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓范圍。這類通風(fēng)機(jī)葉輪圓周速度大，制造所用的材質(zhì)強(qiáng)度較高，如8—18—101型、9—27—12型等。
其它還有鍋爐用通風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、煤粉通風(fēng)機(jī)、礦井用通風(fēng)機(jī)、高溫通風(fēng)機(jī)等等。
二、 通風(fēng)機(jī)的一般性能參數(shù)
（一） 風(fēng)量
通風(fēng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所排送的氣體體積流量，稱之為風(fēng)量或流量，單位是m＜sup＞3＜sup＞/h。它與通風(fēng)機(jī)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(dá)：
（23—41）
式中 L——通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（m＜sup＞3＜sup＞/h）；
D——通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)型號(hào)有關(guān)。
通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量一般用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得。在同一轉(zhuǎn)速下，調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)進(jìn)口或出口閘閥時(shí)，風(fēng)量也隨之改變。
（二） 風(fēng)壓
通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是指升壓（相對(duì)于大氣的壓力）。即氣體在通風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力的升高值，它等于通風(fēng)機(jī)的出口氣流全壓與進(jìn)口氣流全壓之差，單位是Pa。它與通風(fēng)機(jī)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(dá)：
（23—42）
式中 H——通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(shí)驗(yàn)，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(jì)一臺(tái)通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓。但由于上式估計(jì)出的風(fēng)壓是指通風(fēng)機(jī)效率最高時(shí)的風(fēng)壓。在同一轉(zhuǎn)速下，當(dāng)用通風(fēng)機(jī)進(jìn)口閘閥來調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，風(fēng)壓也會(huì)隨之變化。
（三） 功率
用通風(fēng)機(jī)排送空氣時(shí)，空氣由通風(fēng)機(jī)獲得了能量，但通風(fēng)機(jī)本身卻消耗了能量。風(fēng)機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)傳遞給流體（氣體）的實(shí)際能量，稱為通風(fēng)機(jī)的有效功率，單位kW?？捎孟率奖磉_(dá)：
（23—43）
10.2為kW與kgf·m/s之間的換算常數(shù)。
由于通風(fēng)機(jī)內(nèi)有摩擦等損失，因此消耗在風(fēng)機(jī)軸上的功率（軸功率N）要大于有效功率。
軸功率的計(jì)算式為：
（23—44）
式中 η——通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的有效功率與軸功率之比稱為通風(fēng)機(jī)的效率，以η（%）表示：
（23—46）
通風(fēng)機(jī)的效率反映了通風(fēng)機(jī)的工作的經(jīng)濟(jì)性。
后曲式葉片通風(fēng)機(jī)的效率一般為80~90%，
前曲式葉片通風(fēng)機(jī)的效率一般為60~65%，
徑向式葉片通風(fēng)機(jī)的效率介于兩者之間。
（五） 轉(zhuǎn)速
通風(fēng)機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)速度的快慢將直接影響通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓和效率，單位為r/min。中、小型風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般較高，往往與電動(dòng)機(jī)直接有關(guān)。大型風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，一般用皮帶傳動(dòng)與電動(dòng)機(jī)相連。改變皮帶輪的直徑即可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的皮帶輪直徑；
n＜sub＞f＜sub＞、n＜sub＞m＜sub＞——通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
由上式可見，如要改變通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，只要改變通風(fēng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)中任意一個(gè)皮帶輪的直徑即可。
當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，風(fēng)機(jī)的特性曲線也隨之改變，亦即風(fēng)機(jī)在每一轉(zhuǎn)速下都有其相應(yīng)的特性曲線。
當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，風(fēng)量、風(fēng)壓、軸功率的變化關(guān)系可按下式計(jì)算：
（23—48）
從上式可見，如果通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由n改變?yōu)閚＜sup＞1＜sup＞，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量變化與的一次方成正比；風(fēng)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(fēng)機(jī)的性能曲線
通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)的特性曲線
通風(fēng)機(jī)制造廠對(duì)所生產(chǎn)的通風(fēng)機(jī)都根據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)先作出其特性曲線，以供選擇通風(fēng)機(jī)時(shí)參考。但是在有的風(fēng)機(jī)樣本中不列出特性曲線圖，而只列出選擇風(fēng)機(jī)的數(shù)字表格，性能表中每一種轉(zhuǎn)數(shù)按流量、風(fēng)壓等分為八個(gè)性能點(diǎn)，直接選用風(fēng)機(jī)。
三、 離心式通風(fēng)機(jī)
離心式通風(fēng)機(jī)按風(fēng)壓不同分為低壓、中壓和高壓三種。風(fēng)壓低于1000Pa的稱低壓離心通風(fēng)機(jī)；風(fēng)壓為1000~3000Pa之間的稱中壓離心通風(fēng)機(jī)；風(fēng)壓為3000~15000Pa的稱高壓離心通風(fēng)機(jī)。
離心式通風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)葉輪形狀
a）直葉式 b）后曲式 c）前曲式
直葉式構(gòu)造簡(jiǎn)單，但效率較低。
后曲式葉輪背向轉(zhuǎn)動(dòng)方向彎曲，效率高，噪聲小。
前曲式的葉輪面向轉(zhuǎn)動(dòng)方向彎曲，其產(chǎn)生的風(fēng)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(fēng)機(jī)的風(fēng)量大，風(fēng)壓低；葉輪窄、葉片長(zhǎng)的風(fēng)機(jī)的風(fēng)量小，風(fēng)壓高。排塵離心式通風(fēng)機(jī)葉片數(shù)量較少。一般小于6號(hào)的離心式通風(fēng)機(jī)都是風(fēng)機(jī)葉輪裝在電動(dòng)機(jī)軸上直接傳動(dòng)，大于6號(hào)的采用皮帶傳動(dòng)或用聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)連接。為了便于實(shí)際使用，離心式通風(fēng)機(jī)按其葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向做成右旋式和左旋式兩種：從電動(dòng)機(jī)一端看，葉輪按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的，稱為右旋式風(fēng)機(jī)，按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的，稱為左旋式風(fēng)機(jī)。
風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口位置有的是可調(diào)的，如4—72—11型，可調(diào)4個(gè)位置。如果購(gòu)得的風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口位置不合適，可轉(zhuǎn)動(dòng)一下機(jī)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(fēng)機(jī)都有統(tǒng)一的型號(hào)規(guī)格。各種型號(hào)和用途的離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，風(fēng)壓及應(yīng)配備的電動(dòng)機(jī)功率都可在有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)或產(chǎn)品目錄上查到。
四、 輛流式通風(fēng)機(jī)
軸流式通風(fēng)機(jī)按風(fēng)壓的不同，也分為低壓和高壓兩類。風(fēng)壓低于500Pa的，屬低壓類。風(fēng)壓高于500Pa的屬高壓類。高壓軸流式通風(fēng)機(jī)按用途的不同還可分為一般用，防爆用和礦井用
