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一、鼓風(fēng)機的基本工作原理 鼓風(fēng)機的工作過程可分為吸氣、壓縮、排氣三個階段,其核心原理基于流體動力學(xué)和機械能轉(zhuǎn)換: - 吸氣階段:
- 葉輪旋轉(zhuǎn)時,在入口處形成負(fù)壓(低于大氣壓),外界氣體在壓力差作用下被吸入葉輪通道。
- 葉輪設(shè)計(如前向、后向葉片)影響吸氣效率和氣流方向。
- 壓縮階段:
- 氣體進(jìn)入葉輪后,隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速通常為1,000-30,000 rpm),獲得離心力作用。
- 葉輪對氣體做功,使其動能和壓力能增加,同時氣體被推向葉輪外緣。
- 在多級鼓風(fēng)機中,氣體可能經(jīng)過多個葉輪逐級壓縮,壓力逐步升高。
- 排氣階段:
- 壓縮后的氣體通過擴壓器(擴散管)減速,將動能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為壓力能。
- 氣體從排氣口排出,完成輸送或增壓過程。
二、鼓風(fēng)機的核心分類及原理根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作方式,鼓風(fēng)機主要分為容積式和動力式(透平式)兩大類,其原理差異如下: 1. 容積式鼓風(fēng)機通過改變工作腔容積實現(xiàn)氣體壓縮,典型代表為羅茨鼓風(fēng)機和螺桿鼓風(fēng)機。 - 羅茨鼓風(fēng)機:
- 原理:兩個三葉型轉(zhuǎn)子在機殼內(nèi)同步反向旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與機殼間保持微小間隙(0.1-0.5mm),氣體被困在轉(zhuǎn)子與機殼形成的密閉腔室內(nèi),隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)被強制輸送至排氣口。
- 特點:
- 強制輸氣,流量與壓力無關(guān)(壓力變化不影響流量)。
- 排氣脈沖小,但噪聲較高(需配套消聲器)。
- 適用于低壓力(<0.1 MPa)、大流量場景(如污水處理曝氣、氣力輸送)。
- 螺桿鼓風(fēng)機:
- 原理:兩個螺桿轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子)在機殼內(nèi)嚙合旋轉(zhuǎn),氣體被吸入轉(zhuǎn)子螺紋槽,隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)被壓縮并輸送至排氣口。
- 特點:
- 壓縮過程連續(xù),排氣平穩(wěn),噪聲低于羅茨風(fēng)機。
- 能效比羅茨風(fēng)機高15%-30%,但成本較高。
- 適用于中壓力(0.1-0.5 MPa)、中流量場景(如水泥生產(chǎn)、氣力除塵)。
2. 動力式(透平式)鼓風(fēng)機通過高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對氣體做功實現(xiàn)壓縮,典型代表為離心鼓風(fēng)機和軸流鼓風(fēng)機。 - 離心鼓風(fēng)機:
- 原理:
- 氣體從軸向進(jìn)入葉輪,被葉輪加速后轉(zhuǎn)為徑向流動。
- 高速氣體通過擴壓器減速,壓力能增加。
- 多級離心鼓風(fēng)機通過串聯(lián)多個葉輪實現(xiàn)高壓輸出(壓力可達(dá)1 MPa以上)。
- 特點:
- 流量大、壓力高,但效率受轉(zhuǎn)速和葉輪設(shè)計影響顯著。
- 適用于高壓力(>0.1 MPa)、大流量場景(如鍋爐通風(fēng)、化工氣力輸送)。
- 高速離心風(fēng)機(轉(zhuǎn)速>10,000 rpm)需配套變頻器或齒輪箱調(diào)速。
- 軸流鼓風(fēng)機:
- 原理:氣體沿軸向流入葉輪,經(jīng)葉輪加速后沿軸向流出,壓力提升主要依賴葉輪動能的轉(zhuǎn)換。
- 特點:
- 流量大、壓力低(壓力通常<0.05 MPa),適合長距離低壓輸送。
- 結(jié)構(gòu)緊湊,噪聲低,常用于通風(fēng)換氣(如地鐵隧道通風(fēng)、大型廠房通風(fēng))。
- 可變螺距葉輪可調(diào)節(jié)流量和壓力,適應(yīng)工況變化。
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