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风机与系统分析

更新:2020-04-28 14:46:15 星期二
摘要:

1 系统 风机以及其进出口风道组成了一个系统,风机是在系统中工作,为系统内的气体提供能量,用来克服气体流动的阻 […]

风机与系统分析

 

1 系统

风机以及其进出口风道组成了一个系统,风机是在系统中工作,为系统内的气体提供能量,用来克服气体流动的阻力损失,从而达到传送气体的目的。

因此风机离不开系统,撇开系统来讨论风机的性能是没有任何意义的。

有些系统比较简单,只包括出口风道或者只有入口风道,甚至进出口风道都没有,比如电风扇;有些系统比较复杂,可能包括风机、管网、调节装置、冷却器、加热器、过滤器、消声器等等。

 

2 系统曲线

在通过给定风机系统的某个体积流量q下,会产生相应的压力损失,这个压力损失就是系统阻力。如果流量变化了,这个压力损失也将随之变化,通常压力损失与体积流量的平方成正比。

把不同体积流量对应的压力损失画在图表上,就得到了系统的阻力曲线,系统阻力曲线呈典型的抛物线形状。

如下图所示,R为系统的管网系统阻力曲线,假定在流量为100%,系统阻力为100%的时候,即途中点0就是系统设计点,如果系统流量增加到120%的时候,系统阻力就会增加到144%;反之,当系统流量减小到50%的时候,系统阻力会减小到设计阻力的25%。

上面的情况同样适用于系统阻力曲线R1和R2,这就是固定系统的阻力曲线。

由上图可知,同样流量下,系统阻力R1大于设计阻力R,系统阻力R2小于设计阻力R.

 

3 系统阻力曲线与风机性能的关系

如下图,R代表系统阻力曲线,它与风机性能曲线的交点0就是风机的工作点,此时风机的压力为P,流量为Q。

当系统阻力增加的时候,比如挡板门关闭,滤网堵塞等,此时系统阻力曲线为R1,风机的工作点就变为点1, 风机的压力和流量也变为P1、Q1,可见系统阻力增加的时候会导致风机的流量减少,压力增加。

同理,当系统阻力减小的时候,此时系统阻力曲线为R2,风机的工作点就变为点2,风机的压力和流量也变为P2、Q2,可见系统阻力减小的时候会导致风机的流量增加,压力减小。

因此系统的阻力曲线是影响风机的实际工作点的,也就是系统阻力曲线直接影响风机的性能。所以风机的性能不仅由风机本体来决定,还受系统阻力曲线的影响。

同样一台风机设备,在不同的管网系统中工作的时候,其性能是不同的。因此,如果遇到风机的性能问题,不一定就是风机本身的问题,极大可能是管网系统的问题。

 

4 系统阻力曲线对风机运行的的影响

由上面可知,当系统阻力曲线高于设计值的时候,风机的实际工作点往左上方移动,由点0到点1,会导致风机的实际压力比设计值要高,风机的实际流量比设计值要小。

当风机的实际压力接近风机的极限压力的时候,风机运行就不稳定,风机就会发生失速现象。

由此可见,风机下面的性能问题都可能是由于系统阻力过高造成的:

风机失速

风机流量不足

这种情况下,解决问题需要降低系统阻力,可采取下面的措施:

全开系统中的风门

清洗系统堵塞的情况,降低阻力

检查系统漏风的情况

开大风机的调节挡板

同理,当系统阻力曲线低于设计值的时候,风机的实际工作点往右上方移动,由点0到点2,会导致风机的实际压力比设计值要低,风机的实际流量比设计值要大。

这种情况下,电机可能出现过载情况。

因此,风机下面的性能问题都可能是由于系统阻力过低造成的:

电机过载

风机压力上不去

这种情况下,解决问题需要增加系统阻力,可采取下面的措施:

减小系统中的风门开度

向其他应用供风

关小风机的调节挡板

 

5 风机系统性能不佳的原因

风机系统性能不佳的原因一般包括:

1) 出口风道连接不当

2) 进口气流不均匀

3) 风机进口处产生涡流

4) 实际管网系统与设计管网系统相差太大

5) 风机参数的裕量不合理

 

综上所述,风机的性能不仅取决于风机设备本身,与风机所在的系统密不可分,性能优良的风机设备,如果系统与之不匹配,那风机就不能发挥性能高的特点,其实际性能会大打折扣。

只有性能优良的设备,配上与之相匹配的系统,才能使风机的实际性能达到最好。

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