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轴流风机运行;轴流风机介绍;轴流风机的特点

高比转数，产生的能头远低于离心式风机，大流量低扬程；

动叶调节轴流风机的变工况性能好；

轴流风机对风道系统风量变化的适应性优于离心风机；

轴流风机重量轻、飞轮效应值小，使得启动力矩大大减小；

轴流风机结构复杂、旋转部件多，制造精度高，材质要求高，运行可靠性差。;性能曲线〔图1-1，1-2〕

在固定的叶片角度下，流量越低，轴功率越大；

在叶片安装角可调情况下，安装角越大，流量越低，轴功率越大。;图1-1轴流泵与风机的性能曲线〔叶片固定〕;图1-2轴流泵与风机的综合性能曲线〔动叶调节〕;轴流风机的工作原理;假设流体作平行运动，圆柱体作顺时针旋转，这两种流动叠加在一起是：圆柱体上部平流与环流方向一致，流速加快；圆柱体下部平流与环流方向相反，流速减慢。根据能量方程原理，圆柱体上部与圆柱体下部的总能量相等，而圆柱体上部动能大，压力小，下部动能小，压力大。于是流体对圆柱体产生一个自下而上的压力差，这个压差就是升力。机翼上有一个顺时针方向的环流运动。;轴流风机的叶轮是由数个相同的机翼形成的一个环型叶栅，假设将叶轮以同一半径展开，如图4-2-4示。当叶轮旋转时，叶栅以速度u向前运动，气流相对于叶栅产生沿机翼外表的流动，机翼有一个升力P，而机翼对流体有一个反作用力R，R力可以分解为Rm和Ru，力Rm使气体获得沿轴向流动的能量，力Ru使气体产生旋转运动，所以气流经过叶轮做功后，作绕轴的沿轴向运动。;轴流风机的分类

轴流风机可分为四种根本型式：

在机壳中仅有一个叶轮。

在机壳内装一个叶轮和一个固定的出口导叶。

在机壳内装一个叶轮和一个固定的进口导叶，亦即前置静叶型。

在机壳中有一个叶轮并具有进出口导叶。;四种根本类型;轴流风机的失速〔脱流〕

当风机处于正常工况工作时，冲角等于零，而绕翼型的气流保持其流线形状〔图4-2-5〕；

当气流与叶片进口形成正冲角时，随着冲角的增大，在叶片后缘点附近产生涡流，而且气流开始从上外表别离。当正冲角超过某一临界值时，气流在叶片背部的流动遭到破坏，升力减小??阻力却急剧增加，这种现象称为“旋转脱流”或“失速”〔图4-2-6〕，如果脱流现象发生在风机的叶道内，那么脱流将对叶道造成堵塞，使叶道内的阻力增大，同时风压也随之而迅速降低。;图4-2-7-1动叶中旋转脱流的形成;图4-2-7-2动叶中旋转脱流的形成;轴流风机的失速特性是由风机的叶型等特性决定的，同时也受到风道阻力等系统特性的影响，如图4-2-8-2所示，鞍形曲线M为送风机不同安装角的失速点连线，工况点落在马鞍形曲线的左上方，均为不稳定工况区，这条线也称为失速线。

由图中看出：

①在同一叶片角度下，管路阻力越大，风机出口风压越高，风机运行越接近于不稳定工况区；

②在管路阻力特性不变的情况下，风机动叶开度越大，风机运行点越接近不稳定工况区。;图4-2-8-1轴流风机的Q－H性能曲线;图4-2-8-2动叶调节轴流式风机特性曲线;失速探头测量原理〔图4-2-9，4-2-10〕

当风机的工作点落在旋转脱流区，叶轮前的气流除了轴向流动之外，还有脱流区流道阻塞，造成气流圆周方向分量。

叶轮旋转时先遇到的测压孔，即镉片前的测压孔压力高，而镉片后的测压孔的气流压力低，产生了压力差，一般失速探头产生的压力差达245～392Pa，即报警。;图4-2-9

轴流风机失速探头安装位置示意图;喘振

轴流风机性能曲线的左半部具有一个马鞍形的区域，在此区段运行有时会出现风机的流量、压头、和功率的大幅度脉动等不正常工况，一般称为“喘振”，这一不稳定工况区称为喘振区。其形成原理见图4-2-11。;图4-2-11轴流风机的Q－H性能曲线〔喘振分析〕;风机产生喘振应具备条件：

风机的工作点落在具有驼峰形Q－H性能曲线的不稳定区域内；

风道系统具有足够大的容积，它与风机组成一个弹性的空气动力系统；

整个循环的频率与系统的气流振荡频率合拍时，产生共振。

;旋转脱流与喘振的本质区别：

旋转脱流发生在风机Q－H性能曲线峰值以左的整个不稳定区域；而喘振只发生在Q－H性能曲线向右上方倾斜局部。

旋转脱流的发生只决定叶轮本身叶片结构性能、气流情况等因素，与风道系统的容量、形状等无关。

风机在喘振时，风机的流量、全压和功率产生脉动或大幅度的脉动，同时伴有明显的噪声，有时甚至是高分贝的噪声，甚至损坏风机与管道系统。所以喘振发生时，风机无法运行。;图4-2-12喘振报警装置;并列运行方式下失速分析

正常状态下，风机工作点分别在图中a、b位置上。这时的工作点都处在各自动叶角度下p-Q性能曲线临界点的右半段。风机处在稳定状态运行。

由于某种因素导致通风系统阻力增加，A、B风机的工作点将上移。如图4-2-13所示，为了保持