風機分類：
按氣流運動方向分類：
離心式風(fēng)機—氣流軸向駛入風(fēng)機葉輪後，在離心力作用下被壓縮，主要沿徑向流動(dòng)。
軸流式風機—氣流軸向駛入旋轉葉片通道，由於(yú)葉片與氣體相互作用，氣體被壓縮後近似在園柱型表面上沿軸線方向流動(dòng)。
混流式風(fēng)機—氣體與主軸成某一角度的方向進入旋轉葉道，近似沿錐面流動(dòng)。
橫流式風(fēng)機—氣體橫貫(guàn)旋轉葉道，而受到葉片作用升高壓力。
按生産(chǎn)壓力的高低分類(以絕對(duì)壓力計算)：
通風(fēng)機—排氣壓力低於(yú)Pa；
鼓風(fēng)機(jī)—排氣壓力在Pa~Pa之間；
壓縮機(jī)—排氣壓力高於(yú)Pa以上；
壓力
離心通風機的壓力指升壓（相對於(yú)大氣的壓力）,即氣體在風機内壓力的升高值或者該風機進出口處氣體壓力之差。它有靜壓、動壓、全壓之分。性能參(cān)數指全壓（等於(yú)風機出口與進口總壓之差）,其單位常用Pa、KPa、mH2O、mmH2O等。
流量
單(dān)位時間内流過風機的氣體容積,又稱(chēng)風量。常用Q來表示,常用單(dān)位是;m3/s、m3/min、m3/h（秒、分、小時）。(有時候也用到“質量流量”即單(dān)位時間内流過風機的氣體質量,這個時候需要考慮風機進口的氣體密度,與氣體成份,當地大氣壓,氣體溫度,進口壓力有密切影響,需經換算才能得到習慣的“氣體流量”。
轉速
風(fēng)機轉子旋轉速度。常以n來表示、其單(dān)位用r/min(r表示轉速，min表示分鍾)。
功率
驅動(dòng)風機所需要的功率。常以N來表示、其單(dān)位用Kw。
風(fēng)機常用參(cān)數、技術要求
一般通、引風機：全壓P=….Pa、流量Q=…m3/h、海拔高度（當地大氣壓）、傳(chuán)動方式、輸送介質(空氣可不寫)、葉輪旋向、進出口角度(從(cóng)電機端正視)、工作溫度T=…℃(常溫可不寫)、電動機型号…….等。
高溫風(fēng)機(jī)及其它特殊風(fēng)機(jī)：
全壓P=…Pa、流量Q=…m3/h、進口氣體密度Kg/m3、傳動方式、輸送介質(空氣可不寫)、葉輪旋向、進出口角度(從電機端正視)、工作溫度T=…..℃、瞬時最高溫度T=…℃、進口氣體密度□Kg/m3、當地大氣壓(或當地海撥(bō)高度)、含塵濃度、風機調節門、電動機型号、進出口膨脹節、整體底座、液力偶合器(或變(biàn)頻器、液體電阻啓動器)、稀油站、慢轉裝置、執行器、啓動櫃、控制櫃….等。
海撥(bō)高度換算當(dāng)地大氣壓
(760mmHg)－(海撥(bō)高度÷12.75)=當(dāng)地大氣壓(mmHg)
注：海拔高度在300m以下的可不修正。
1mmH2O=9.8073Pa；
1mmHg=13.5951mmH2O；
760mmHg=10332.3117mmH2O
風(fēng)機流量0～1000m海撥(bō)高度時可不修正；
1000～1500M海撥(bō)高度時(shí)加2%的流量；
1500～2500M海撥(bō)高度時(shí)加3%的流量；
2500M以上海撥(bō)高度時(shí)加5%的流量。
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一、羅茨鼓風(fēng)機的正確(què)選型方法
⑴對於(yú)羅茨鼓風機和壓縮機，出口節流調節方式耗功多。盡管相對流量Qr(實際流量Q與設計流量Q0之比)減少時 ，功率亦相應減少 。如當(dāng)Q=0.65Q0時 ，所對應的功率減少到原來的80左右 ，但與其它調節方式相比，耗能仍居首位。
⑵如果相對流量變(biàn)化不大時(或稱(chēng)調節深度小時)，幾種調節方式耗功差别不大 。即調節方式對節能效果影響不大 ，甚至不僅不節能 ，反而因調節裝置的存在多耗功( 如液力耦合器 )。
⑶一般來說，調(diào)節深度越大，節能效果越顯著。因此，要慎重選擇調(diào)節方式，以期獲(huò)得大效益。
⑷變(biàn)速調(diào)節曲線接近理想曲線。
二、羅茨鼓風(fēng)機操作規(guī)程
1、開機(jī)前的檢查與準備(bèi)
(1)準備(bèi)必要的開車(chē)工具：閥門鈎、扳手等。
(2)檢查電機接地線是否完好(漏電可能導緻觸(chù)電事故)、地腳螺栓是否緊固(設備(bèi)振動導緻使用壽命縮短)、對輪罩是否扣好(存在機械傷害風險)等。
(3)檢(jiǎn)查潤(rùn)滑油油位、油質是否符合要求。
(4)盤(pán)車(chē)輕松無卡澀。
(5)檢查進風(fēng)口空氣濾清器是否暢(chàng)通，濾清器進口是否完全打開。
(6)有冷卻水的風(fēng)機，檢查冷卻水是否暢(chàng)通。
2、開機步驟
檢查與準備(bèi)工作完成後，即可開機。在開機時絕對禁止将進、出風口閘閥全部關閉(bì)，也不能在滿載時突然開車。
(1)完全打開進氣調(diào)節閥(fá)，出氣調(diào)節閥(fá)、旁通管、冷卻水閥(fá)。
(2)啓動電機。空車(chē)運轉20～30分鍾，觀察鼓風機有無不正常的現象 ，如發現有撞擊或摩擦聲 ，應立即停車(chē)檢查，並(bìng)排除故障。
(3)正常運轉後，逐漸調(diào)節出口閥門(或逐漸關閉(bì)放空閥)，逐漸加載到額定壓強。
3、停機步驟
(1)工藝降載荷。
(2)打開(kāi)洩壓閥(fá)洩壓。
(3)待空載無壓後(hòu)，停止電(diàn)機運行。
以上是爲大家介紹的羅茨鼓風機的選型計算方法以及操作規程，希望對大家日常使用會有所幫助。如果想瞭(le)解更多關於(yú)羅茨鼓風機的相關内容，請關注我們。
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羅茨鼓風(fēng)機(jī)選型中風(fēng)量和風(fēng)壓計算方法的探讨
袁 泉/金科環(huán)保工程有限公司
姚 斌/銀(yín)川污水處(chù)理有限公司
摘要：針對污水處理廠羅茨鼓風機在使用狀态與标準狀态下，進口溫度、壓力等條件發生變化時，導緻風機的性能也發生變化這種情況，探讨瞭(le)設計選型時，鼓風機容積流量、出口壓力等的確定方法，結合工程熱力學原理及羅茨鼓風機的工作原理，推導瞭(le)流量的計算公式，並(bìng)通過實際工程中選型設計的計算範例，說明瞭(le)計算公式的使用方法。
關鍵詞(cí)：羅茨鼓風(fēng)機 設計 選型
中圖分類(lèi)号：TH444 文獻标識碼(mǎ)：B
文章編(biān)号：1006-8155（2006）06-0023-04
Discussion on Calculation Method of Flow and Pressure in Fan Selection for Roots Blower
Abstract: Under the operation and standard condition, the performance of Roots blower in sewage treatment plant is changed with inlet temperature and pressure, aiming at this problem, the method to determine volume flow and outlet pressure of blower are discussed. Combining with thermodynamics and the operation principle of blower, the calculation formula of flow is derived, and the using method of the calculation formula is explained through example of selection and design in actual engineering.
Key words: Roots blower Design Selection
引言
羅茨鼓風機是污水處理工程中常用的充氧設備(bèi)，在污水廠鼓風機選型時，風機廠家産品樣本上給出的均是标準進氣狀态下的性能參數，我國規定的風機标準進氣狀态:壓力p0=101.3 kPa，溫度T0=20℃，相對濕度=50%，空氣密度ρ=1.2 kg/m3。然而風機在實際使用中並(bìng)非标準狀态，當鼓風機的環境工況如溫度、大氣壓力以及海拔高度等不同時，風機的性能也将發生變化，設計選型時就不能直接使用産品樣本上的性能參數，而需要根據實際使用狀态将風機的性能要求，換算成标準進氣狀态下的風機參數來選型。
2 鼓風(fēng)機(jī)出口壓力的計算
出口壓力的計算方法
這裏所說的出口壓力爲鼓風(fēng)機标準狀态和使用狀态下出口的絕對(duì)壓力：
p1′=p2+△p2 （1）
式中 p1′—— 标準狀态下風(fēng)機的出口壓力（絕對(duì)壓力），kPa
p2 ——使用狀态下風(fēng)機進口壓力（環(huán)境大氣壓力），kPa
△p2 —— 使用狀态下風(fēng)機(jī)的升壓，kPa
出口壓(yā)力影響(xiǎng)因素的分析
羅茨鼓風機[1]工作過程如圖1所示：在圖1a中，左面爲進氣腔，腔内壓力與進氣壓力相等；随著(zhe)葉輪的旋轉，在圖1b、c、d中，容積V保持不變，V内氣體壓力與進氣壓力相等；當運行到圖1e的位置時，V與排氣口相連通，排氣口的高壓氣體迅速回流，與低壓氣體混合，使其壓力由進氣壓力突然躍升到排氣壓力。因此，容積式鼓風機排氣壓力的高低並(bìng)不取決於風機本身，而是氣體由鼓風機排出後裝置的情況，即所謂“背壓”決定的 [2]，所以羅茨鼓風機具有強制輸氣的特點。鼓風機銘牌上标出的排氣壓力是風機的額定排氣壓力。實際上，鼓風機可以在低於額定排氣壓力的任意壓力下工作，而且隻要強度和排氣溫度允許，也可以超過額定排氣壓力工作。
對於(yú)污水處理廠而言，排氣系統所産(chǎn)生的絕對壓力（背壓）爲管路系統的壓力損失值、曝氣池水深和環境大氣壓力之和，如圖1所示。若由於(yú)某種原因，如曝氣頭或管路堵塞，使管路系統的壓力損失增加，“背壓”也會升高，於(yú)是鼓風機的壓力也就相應升高；又若曝氣頭破裂或管路洩漏等原因，管路系統的壓力損失則會減少，“背壓”便不斷降低，鼓風機的壓力也随之降低。
綜上所述，確(què)定羅茨鼓風機壓力時，隻需要鼓風機在标準狀态下所能達到的絕對壓力等於(yú)使用狀态下的大氣壓力、曝氣池水深、管路損失之和。
鼓風機空氣流量的計算
一、鼓風(fēng)機(jī)選型的基本知識：
1、标準狀态：指風機的進口處(chù)空氣的壓力P=Pa，溫度t=20℃，相對(duì)濕度φ=50%的氣體狀态。
2、指定狀态：指風(fēng)機特指的進氣狀況。其中包括當(dāng)地大氣壓力或當(dāng)地的海拔高度，進口氣體的壓力、進口氣體的溫度以及進口氣體的成份和體積百分比濃度。
3、鼓風(fēng)機(jī)流量及流量系數
3.1、流量：是指單(dān)位時間内流過風機進口處(chù)的氣體容積。
用Q表示，通常單(dān)位：m3/h或m3/min。
3.2、流量系數(shù)：φ=Q/（900πD22×U2）
式中：φ：流量系數(shù) Q：流量，m3/h
D2：葉輪直徑，m
U2：葉輪(lún)外緣線(xiàn)速度，m/s（u2=πD2n/60）
4、鼓風(fēng)機(jī)全壓及全壓系數：
4.1、鼓風(fēng)機全壓：風(fēng)機出口截面上的總壓與進口截面上的總壓之差。用PtF表示，常用單(dān)位：Pa
4.2、全壓(yā)系數(shù):ψt=KpPtF/ρU22
式中, ψt:全壓系數 Kp:壓縮性修正系數 PtF:風(fēng)機(jī)全壓,Pa ρ:風(fēng)機(jī)進口氣體密度,Kg/m^3 u2：葉輪外緣線速度，m/s
5、鼓風機動(dòng)壓：風機出口截面上氣體的動(dòng)能所表征的壓力，用Pd表示。常用單(dān)位：Pa
6、鼓風機靜壓：風機的全壓減去風機的動(dòng)壓，用Pj表示。常用單(dān)位：Pa
7、鼓風(fēng)機全壓、靜壓、動(dòng)壓間的關系：
風(fēng)機的全壓（PtF）=風(fēng)機的靜壓（Pj）+風(fēng)機的動(dòng)壓（Pd）
8、鼓風機進口處(chù)氣體的密度：氣體的密度是指單(dān)位容積氣體的質量，用ρ表示，常用單(dān)位：Kg/m3
9、鼓風(fēng)機進口處(chù)氣體的密度計算式： ρ=P/RT
式中：P：進口處(chù)絕對(duì)壓力，Pa R：氣體常數，J/Kg·K。與氣體的種類及氣體的組成成份有關。
T：進口氣體的開氏溫度，K。與攝氏溫度之間(jiān)的關(guān)系：T=273+t
10、标準狀态與指定狀态主要參(cān)數間換(huàn)算：
10.1、流量：ρQ=ρ0Q0
10.2、全壓(yā)：PtF/ρ=PtF0/ρ0
10.3、内功率：Ni/ρ=Ni0/ρ0
注：式中帶(dài)底标“0”的爲标準狀态下的參(cān)數，不帶(dài)底标的爲指定狀态下的參(cān)數。
11、鼓風(fēng)機(jī)比轉速計算式： Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
式中： Ns：風(fēng)機的比轉速，重要的設計參(cān)數，相似風(fēng)機的比轉速均相同。 n：風(fēng)機主軸轉速，r/min
Q0：标準狀态下風(fēng)機進口處(chù)的流量，m3/s Kp: 壓縮性修正系數 PtF0: 标準狀态下風(fēng)機全壓,Pa
12、壓縮性修正系數(shù)的計(jì)算式：
Kp=k/（k－1）×[（1+p/P）(k－1)/k－1]×(PtF/P)－1
式中:PtF:指定狀态下風機進口處(chù)的絕對壓力,Pa k:氣體指數,對於(yú)空氣,K=1.4
13、鼓風(fēng)機(jī)葉輪直徑計算式： D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2
式中:D2:葉輪外緣直徑,m n:主軸轉速：r/min Kp：壓縮性修正系數 PtF0：标準狀态下風(fēng)機全壓，單(dān)位：Pa
ρ0：标準狀态下風(fēng)機進口處(chù)氣體的密度：Kg/m3 ψt：風(fēng)機的全壓系數
14、管網：是指與鼓風(fēng)機聯接在一起的，氣流流經的通風(fēng)管道以及管道上所有附件的總稱(chēng)。
15、管網(wǎng)阻力的計(jì)算式：Rj=KQ2
式中: Rj:管網(wǎng)靜(jìng)阻力,Pa
K:管網特性系數與管道長度、附件種類、多少等因素有關，確(què)定其值的方法通常採(cǎi)用：計算法，類比法和實際測定法。
Q：風(fēng)機(jī)的流量，m3/s
16、常見壓力單(dān)位間的換算關(guān)系：
1毫米水柱（mmH2O）=9.807帕(Pa)
17、大氣壓力與海撥(bō)高度間近似關(guān)系： P=－（9.4～11.2）H
式中:P：大氣(qì)壓力Pa H：海撥(bō)高度：m
二、 選型實例（僅(jǐn)舉(jǔ)一例）
爲2T/h工業鍋爐選擇一台引風(fēng)機。已知最大負荷時所需風(fēng)機性能參(cān)數及相應的進氣條件，如下：
流量：Q=6800 m3/h ，進(jìn)口溫(wēn)度：t1=200℃
全壓：PtF=2010 Pa ， 進(jìn)口絕對(duì)壓力P=96000 Pa
解：1、每秒鍾(zhōng)流量：Qs=6800/3600=1.89 m3/s
2、指定條(tiáo)件下空氣(qì)密度：ρ=P/RT=96000/（287×（273+200））=0.707 Kg/m3
3、換(huàn)算爲(wèi)标準狀态下的全壓： PtF0=PtF×ρ0/ρ=2010×1.2/0.707=3412 Pa
4、選定風(fēng)機(jī)主軸轉速：n=2800 r/min
5、計(jì)算壓縮性修正系數(shù)：
Kp=K/（K－1）[（1+PtF/P）((k－1)/k)－1]×(PtF/P)－1
=1.4/(1.4－1) ×[(1+2010/96000)(1.4－1)/1.4－1] ×(2010/96000)－1
=0.9926
6、計算所需風(fēng)機(jī)的比轉速：
Ns=5.54 n Q01/2/(KpPtF0)3/4
=5.54×2800×1.89^0.5/(0.9926×3412)3/4
=48
7、選用Y5－48型離心引風機，查得該型風機無因次特性曲線最高效率點(diǎn)參(cān)數爲：
流量系數(shù)：φ=0.1225 全壓(yā)系數(shù)：ψt=0.536 内效率:η=0.835
8、計算葉輪外徑：
D2=（27/n）×[KpPtF0/（2ρ0ψt ）]1/2
=（27/2800）×[0.9926×3412/（2×1.2×0.536 ）]1/2
=0.497m
選用Y5－48－11№5C引風(fēng)機(jī)
9、校核内功率：
Ni=PtFQs/1000η=2010×1.89/(1000×0.835)=4.5 KW
電機容量儲(chǔ)備(bèi)系數取爲1.3,帶傳動機械效率取0.95,所需功率爲:6.15KW
選用電(diàn)機(jī)爲:7.5KW－2極（型号：Y132S2－2
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