风机基础知识
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空气中的声速C=20.05*(273+t)1/2 其中t为空气温度，℃
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• f=1/T • C=λf
声学物理量的相互关系
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声压与声功率
• 声压p：声波以疏密波的形式在大气中传播，使大气压强 发生周期性的波动，在大气压上下的波动值称为声压，Pa
• 声功率w：单位时间内声源辐射的总声能量，W
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离心风机三种主要的叶轮形式
离心风机的叶轮相比轴流风机的叶轮复杂的多，工艺 上要求较高，根据叶轮出风口端的叶片角度可将风机叶轮 分为前向型、径向型、后向型。
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管网的性能曲线
• 管网：通风机所工作的系统，包括通风管道及其附件，如 过滤器、换热器、调节阀等。
• 管网阻力：在一定的气体流量下所消耗的压力，它与管网 的结构、尺寸、气流速度有关。
等 （2）通风机的全压等于管网总阻力与出口动压损
失之和 4、通风机在管网调试过程中通过调节管道阻力达
到调节通风机性能的目的。
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声学基础
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声学物理量
• 周期T：完成一次振动的时间，s • 波长λ：相邻密部之间的长度，m • 频率 f ：每秒钟的振动次数，Hz
一般人耳的听觉范围20Hz—20kHz • 声速C：声波在媒质中的传播速度，m/s
• 按用途分类
工业锅炉用风机 地铁隧道用风机 一般通风排风用风机 消防风机 工业风机 矿井风机
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风机分类
风机主要性能参数
进口标准状态: 进口压力：1个标准大气压，即101325Pa， 或760mmHg 温度：20℃ 相对湿度：50%
一般我们常用的风机由于压力温度变化较小， 所以可不考虑气体由于温度、压力变化所产 生的密度变化，可以按照标准状态下空气密 度：1.2 kg/m3来做计算。
消声器基本性能要求
• 主要原理可分两种消声器：阻性、挠性 • 消声性能：较宽频率范围内的消声效果。常用插入损失衡
量。 • 空气动力性能：空气流经消声器的阻力。 • 机械性能：要求足够的机械强度和刚度，较长的使用寿命，
结构紧凑、轻便，易于加工、安装，制造成本低。
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风机性能参数
• 风机效率 • 风机全压效率ηt：风机全压有效功率与风机轴功率之比
ηt=Pet/Psh=Pt×Q/1000/Psh • 风机静压效率ηs：风机静压有效功率与风机轴功率之比
ηt=Pes/Psh=Pst×Q/1000/Psh
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风机性能参数
风机转速n 单位：r/min 或 rpm 作用：风机所有性能参数均将随转速的变化而变化
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风机性能参数
功率 1、有效功率Pe：风机所输送气体在单位时
间内从风机获得的有效能量 Pe=Pt×Q/1000 ［kW］
式中：Pt［Pa］，Q ［m3/s］ 2、轴功率Psh：单位时间内原动机传递给 风机轴上的能量，一般电机直连的风机轴功率 即为电机功率，如果用皮带或者其他传动方式 的，要考虑到功率传递系数的影响。
• 待所升高的能量足以克服阻力，则可输送介质
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离心风机结构
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离心风机的结构
• 根据动能转换为势能的原理,利用高速旋转的叶轮将气体 加速,然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。 离心风机中，气体从（集流器）轴向进入叶轮，气体流经 叶轮时改变成径向，然后进入扩压器（蜗壳）。在蜗壳中， 气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换 成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压 过程。
• 风机比A声级LSA是指风机在单位流量单位压力时 辐射的A声级，其与A声级之间的换算公式如下 LA=LSA+10lgQVPtf2-19.8 单位dBA
Las是比A声级（dBA），La是风机A声级（dBA），Ptf是风机全 压（Pa），QV是风机体积流量（m3/min）。
一般对于同一结构样式或同Leabharlann Baidu系列的风机，其比A声级是一 定的，可以通过上面的公式计算A声级噪音，在多数时候 可以预算出这种风机是否适合某项工程，但这只是预算， 实际风机噪音还需以实际测量为准。
风机性能参数
如上图所示，Pt1测试值为进风口全压，Pt2为出风口 全压，则风机全压Pt=Pt2-Pt1。
Ps1为进风口静压，Ps2为出风口静压，则风机静压为 Ps=Ps2-Ps1。
风机动压一般为Pd=0.5ρv2，所以一般测量出风速v， 则动压可得。
风量的得出也是通过计算得出Q=A*v，A为风机出风口 面积。
dBA
Sone s
76
83
78
72
69
65
58
53
75
64 13.3
左边8列数字从63~8000即为频谱分析的八段音 频，均为测试值。下行数字即为不同音频段下 的声能级，Lwa为声功率级，dBA为声压级， Sones为响度，均为计算值，我们平时常说的 风机噪音指的就是声压级dBA。
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通风机噪音特性预算方法
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管网阻力表达式
管网阻力
P=KQ2
式中：
P----管网阻力
K----管网总阻力系数，对于确定的
管网，其阻力系数K也是确定的
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通风机与管网的联合工作
1、气体从通风机获得能量，其压力、流量之间的 关系按通风机性能曲线变化。
2、气体通过管网，其压力、流量关系又须遵循管 网性能曲线。
3、联合工作的通风机、管网的性能关系： （1）通过通风机与不漏气管网的气体流量完全相
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轴流风机结构
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轴流风机基本安装方式
1、立式安装 2、卧式安装 3、倾斜式安装
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轴流风机基本调节方式
1、变转速 2、动叶静态调节 3、动叶动态调节
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轴流风机原理及特点
•
气体沿轴向经过集流器，在叶轮处收到叶轮冲击而获
得到一定的动压和静压，然后流入后导叶，导叶将一部分
常用的电机转速计算公式为， n=120f/p，n为转速，f为电源频率，P为电机极数(常见2、4、6、
8、10） 电机直连风机的转速为电机转速，可通过改变电源频率改变风
机转速。 若是皮带传送可根据调节原、被动皮带轮直径比例改变风机转
速。
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风机性能参数
• 下图中就是主要的测试风压的参数
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噪音的测试与计算
• 测试风机过程中需要测试出8个不同倍频带上所有的声能 级，以下图为例：
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噪音的测试与计算
• 在我们的选型文件中我们常常看到这样的表格
Inlet Sound Power by Octave Band Lwa
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
一般对于一个特定类型的风机，都可以认定为相似风 机，可以通过相似计算得出不同机号、不同转速下的风机 参数。
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风机相似理论
• 相似风机性能参数换算
假设某型风机参数分别为 流量Q 压力P 功率N 转速n 效率η
需换算风机参数 流量Qm 压力Pm 功率Nm 转速nm 效率ηm
则二者之间的换算关系如下：
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压力换算：P Pm
ρ（ ρ
m
D Dm
）（2
n nm
）2
流量换算：Q （ D ）n Qm Dm nm
功率换算：N Nm
ρ（ ρ
m
D Dm
）（5
n nm
）3
效率换算：ηηm
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轴流风机结构
基本构成及其作用：
1、集流器---改善进口流场 2、导流器---改善进口流场 3、整流罩---改善进口流场 4、机壳---约束流场 5、叶轮：叶片、轮毂及其紧固件---能量转换 6、导叶---改善出口流场、回收扭速 7、扩散筒---转换动压为静压
风机基础知识 赵军彦 精品PPT
风机定义
• 风机是一种品种繁多、应用广泛的输送气体的通用机械。 从能量观点来分析，它是把原动机的机械能转变为气体能 量的一种机械。
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风机分类
• 按原理分类：
• 1、容积式：往复式、回转式 日常我们所说的罗茨风机就属于回转式的一种
• 2、透平式：离心、轴流、混流、横流 透平式的共同特点是通过旋转叶片把机械能转变
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通风机噪音预算方法
• 通风机噪音A声级预算公式，由《通风机噪音限值》可知 五种结构的风机的比A声级LSA，可将上述公式列成下表所 示各式
结构形式
预算公式
前向叶片离心通风机 后向板型叶片离心通风机
机翼型叶片离心通风机 径向叶片离心通风机
轴流风机
LA=29+10lgQVPtf2-19.8 LA=30+10lgQVPtf2-19.8 LA=25+10lgQVPtf2-19.8 LA=25+10lgQVPtf2-19.8 LA=38+10lgQVPtf2-19.8
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声级分贝值简便计算---加法
加入两个不同的生源，其声压级分别为L1、L2，那么 两者叠加后的声压级L的计算公式可按照下表做简单计算
如 L1≥L2，则 L1、L2的叠加值L=L1+ΔL
L1-L2 0 1 2 3 4 5 11
ΔL 3 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 0.3
6 7 8 9 10 1 0.8 0.6 0.5 0.4
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通风系统的噪声
• 主要噪声源：风机 • 再生噪声：因气体流动，在系统各部件中产生的气流噪声
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噪声控制的基本措施
• 噪声源的控制：低噪声产品的研制与选择 • 传播途径的控制 1、隔振装置：降低结构噪声的传播 2、隔声装置：降低直达噪声 3、吸声装置：提高吸声量、降低混响声
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风机性能参数
• 流量Q
• 定义：单位时间内通过风机流道某一截面的气体容积，故 又称容积流量
• 单位：m3/s， m3/min ，m3/h，CFM
一般风机流量的计算用风机出风口面积A与风机出风口 处的风速来计算表示为
Q AV
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风机性能参数
压力 1，静压Pst：在平直流道中运动的气体于某一 截面垂直作用于壁面的压力。通常为测得值。 在某些离心风机样本里也被称为真空度。
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噪音的测试与计算
• 一般人耳能感受到的声音频率范围在20~20000Hz之间， 而风机的噪音频率在50~10000Hz之间，所以在做风机噪 音测试时，没必要考虑以外的频率段，所以为方便测试， 该频率范围被分成24个独立波段，称为1/3倍频带。每3个 1/3倍频带可以按照对数形式合成一个倍频带，所以在一 般测试风机噪音时常常能看到8个不同的倍频带。
成气体能量，因此又称为叶片式机械。（此为我们常见的 一种形式，也是我们要重点讲解的） • 3、喷射式
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风机分类
• 按绝对排气压力分类：
1、通风机：＜11.27×104 Pa 2、鼓风机： （11.27-34.2)×104 Pa 3、压缩机：＞ 34.2 ×104 Pa
（仅供参考）
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偏转的气流动能变为静压能，最后，气体经过扩压器将一
部分轴向气体动能转变为静压能，然后从扩压器流出，进
入管道。
• 相比于离心风机轴流风机体积小，压力小，风量较大，易 于安装。
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离心风机原理
• 工作介质轴向流入叶轮，进入叶片流道，转变为垂直与风 机轴的径向运动；
• 在叶片的作用下，介质获得能量提升： 静压提高、动能增加
动压Pd：该截面上气体流动速度所产生的平
均压力
Pd=ρv2/2
全压Pt：同一截面上气体静压、动压之和称为 气体全压，风机进出口气体全压之差称为风机 全压，即 Pt=Pst+Pt
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风机性能参数
• 静压比 在管道设计的水力计算中，要考虑管道的阻力损失，
管道中风速越大，阻力损失就越大，能量衰减的越快，所 以对于风机来讲，静压比是个非常重要的量值，表示为 η=Pst/Pt。
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• 声压级Lp
Lp=10lg(p/p0)2 其中 p---有效声压
p0---声压基准值，2×10-5 Pa • 声功率级Lw
Lw=10lg(w/w0) 其中 w---声功率
w0---声功率基准值，10-12 W
声级
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声压级与声功率级的关系
Lw=Lp+10lgS • 声功率是间接测量值 • 声压级可以直接测量 • 通过面积S和声压级可计算声功率级
风机的噪音也是测试得出，一般在距离出风口1米，下 方45°角放置测试仪，然后得出频谱图，最后得出风机的 实际噪音。当然风机噪音也可以通过风机流量、压力估算 得出，这个会在后面详细讲精品到PPT。
风机相似理论
相似条件
1、几何相似 模型与实物几何形状相同，对应的线形长度成比例， 对应角度相等 2、运动相似 模型与实物各对应点速度方向相同、大小成比例，对 应各气流角度相等，即对应点速度三角形相似 3、动力相似 模型与实物之间相对应的各种力方向相同、大小成比 例
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• f=1/T • C=λf
声学物理量的相互关系
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声压与声功率
• 声压p：声波以疏密波的形式在大气中传播，使大气压强 发生周期性的波动，在大气压上下的波动值称为声压，Pa
• 声功率w：单位时间内声源辐射的总声能量，W
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离心风机三种主要的叶轮形式
离心风机的叶轮相比轴流风机的叶轮复杂的多，工艺 上要求较高，根据叶轮出风口端的叶片角度可将风机叶轮 分为前向型、径向型、后向型。
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管网的性能曲线
• 管网：通风机所工作的系统，包括通风管道及其附件，如 过滤器、换热器、调节阀等。
• 管网阻力：在一定的气体流量下所消耗的压力，它与管网 的结构、尺寸、气流速度有关。
等 （2）通风机的全压等于管网总阻力与出口动压损
失之和 4、通风机在管网调试过程中通过调节管道阻力达
到调节通风机性能的目的。
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声学基础
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声学物理量
• 周期T：完成一次振动的时间，s • 波长λ：相邻密部之间的长度，m • 频率 f ：每秒钟的振动次数，Hz
一般人耳的听觉范围20Hz—20kHz • 声速C：声波在媒质中的传播速度，m/s
• 按用途分类
工业锅炉用风机 地铁隧道用风机 一般通风排风用风机 消防风机 工业风机 矿井风机
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风机分类
风机主要性能参数
进口标准状态: 进口压力：1个标准大气压，即101325Pa， 或760mmHg 温度：20℃ 相对湿度：50%
一般我们常用的风机由于压力温度变化较小， 所以可不考虑气体由于温度、压力变化所产 生的密度变化，可以按照标准状态下空气密 度：1.2 kg/m3来做计算。
消声器基本性能要求
• 主要原理可分两种消声器：阻性、挠性 • 消声性能：较宽频率范围内的消声效果。常用插入损失衡
量。 • 空气动力性能：空气流经消声器的阻力。 • 机械性能：要求足够的机械强度和刚度，较长的使用寿命，
结构紧凑、轻便，易于加工、安装，制造成本低。
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风机性能参数
• 风机效率 • 风机全压效率ηt：风机全压有效功率与风机轴功率之比
ηt=Pet/Psh=Pt×Q/1000/Psh • 风机静压效率ηs：风机静压有效功率与风机轴功率之比
ηt=Pes/Psh=Pst×Q/1000/Psh
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风机性能参数
风机转速n 单位：r/min 或 rpm 作用：风机所有性能参数均将随转速的变化而变化
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风机性能参数
功率 1、有效功率Pe：风机所输送气体在单位时
间内从风机获得的有效能量 Pe=Pt×Q/1000 ［kW］
式中：Pt［Pa］，Q ［m3/s］ 2、轴功率Psh：单位时间内原动机传递给 风机轴上的能量，一般电机直连的风机轴功率 即为电机功率，如果用皮带或者其他传动方式 的，要考虑到功率传递系数的影响。
• 待所升高的能量足以克服阻力，则可输送介质
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离心风机结构
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离心风机的结构
• 根据动能转换为势能的原理,利用高速旋转的叶轮将气体 加速,然后减速、改变流向，使动能转换成势能（压力）。 离心风机中，气体从（集流器）轴向进入叶轮，气体流经 叶轮时改变成径向，然后进入扩压器（蜗壳）。在蜗壳中， 气体改变了流动方向造成减速，这种减速作用将动能转换 成压力能。压力增高主要发生在叶轮中，其次发生在扩压 过程。
• 风机比A声级LSA是指风机在单位流量单位压力时 辐射的A声级，其与A声级之间的换算公式如下 LA=LSA+10lgQVPtf2-19.8 单位dBA
Las是比A声级（dBA），La是风机A声级（dBA），Ptf是风机全 压（Pa），QV是风机体积流量（m3/min）。
一般对于同一结构样式或同Leabharlann Baidu系列的风机，其比A声级是一 定的，可以通过上面的公式计算A声级噪音，在多数时候 可以预算出这种风机是否适合某项工程，但这只是预算， 实际风机噪音还需以实际测量为准。
风机性能参数
如上图所示，Pt1测试值为进风口全压，Pt2为出风口 全压，则风机全压Pt=Pt2-Pt1。
Ps1为进风口静压，Ps2为出风口静压，则风机静压为 Ps=Ps2-Ps1。
风机动压一般为Pd=0.5ρv2，所以一般测量出风速v， 则动压可得。
风量的得出也是通过计算得出Q=A*v，A为风机出风口 面积。
dBA
Sone s
76
83
78
72
69
65
58
53
75
64 13.3
左边8列数字从63~8000即为频谱分析的八段音 频，均为测试值。下行数字即为不同音频段下 的声能级，Lwa为声功率级，dBA为声压级， Sones为响度，均为计算值，我们平时常说的 风机噪音指的就是声压级dBA。
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通风机噪音特性预算方法
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管网阻力表达式
管网阻力
P=KQ2
式中：
P----管网阻力
K----管网总阻力系数，对于确定的
管网，其阻力系数K也是确定的
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通风机与管网的联合工作
1、气体从通风机获得能量，其压力、流量之间的 关系按通风机性能曲线变化。
2、气体通过管网，其压力、流量关系又须遵循管 网性能曲线。
3、联合工作的通风机、管网的性能关系： （1）通过通风机与不漏气管网的气体流量完全相
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轴流风机结构
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轴流风机基本安装方式
1、立式安装 2、卧式安装 3、倾斜式安装
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轴流风机基本调节方式
1、变转速 2、动叶静态调节 3、动叶动态调节
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轴流风机原理及特点
•
气体沿轴向经过集流器，在叶轮处收到叶轮冲击而获
得到一定的动压和静压，然后流入后导叶，导叶将一部分
常用的电机转速计算公式为， n=120f/p，n为转速，f为电源频率，P为电机极数(常见2、4、6、
8、10） 电机直连风机的转速为电机转速，可通过改变电源频率改变风
机转速。 若是皮带传送可根据调节原、被动皮带轮直径比例改变风机转
速。
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风机性能参数
• 下图中就是主要的测试风压的参数
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噪音的测试与计算
• 测试风机过程中需要测试出8个不同倍频带上所有的声能 级，以下图为例：
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噪音的测试与计算
• 在我们的选型文件中我们常常看到这样的表格
Inlet Sound Power by Octave Band Lwa
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
一般对于一个特定类型的风机，都可以认定为相似风 机，可以通过相似计算得出不同机号、不同转速下的风机 参数。
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风机相似理论
• 相似风机性能参数换算
假设某型风机参数分别为 流量Q 压力P 功率N 转速n 效率η
需换算风机参数 流量Qm 压力Pm 功率Nm 转速nm 效率ηm
则二者之间的换算关系如下：
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压力换算：P Pm
ρ（ ρ
m
D Dm
）（2
n nm
）2
流量换算：Q （ D ）n Qm Dm nm
功率换算：N Nm
ρ（ ρ
m
D Dm
）（5
n nm
）3
效率换算：ηηm
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轴流风机结构
基本构成及其作用：
1、集流器---改善进口流场 2、导流器---改善进口流场 3、整流罩---改善进口流场 4、机壳---约束流场 5、叶轮：叶片、轮毂及其紧固件---能量转换 6、导叶---改善出口流场、回收扭速 7、扩散筒---转换动压为静压
风机基础知识 赵军彦 精品PPT
风机定义
• 风机是一种品种繁多、应用广泛的输送气体的通用机械。 从能量观点来分析，它是把原动机的机械能转变为气体能 量的一种机械。
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风机分类
• 按原理分类：
• 1、容积式：往复式、回转式 日常我们所说的罗茨风机就属于回转式的一种
• 2、透平式：离心、轴流、混流、横流 透平式的共同特点是通过旋转叶片把机械能转变
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通风机噪音预算方法
• 通风机噪音A声级预算公式，由《通风机噪音限值》可知 五种结构的风机的比A声级LSA，可将上述公式列成下表所 示各式
结构形式
预算公式
前向叶片离心通风机 后向板型叶片离心通风机
机翼型叶片离心通风机 径向叶片离心通风机
轴流风机
LA=29+10lgQVPtf2-19.8 LA=30+10lgQVPtf2-19.8 LA=25+10lgQVPtf2-19.8 LA=25+10lgQVPtf2-19.8 LA=38+10lgQVPtf2-19.8
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声级分贝值简便计算---加法
加入两个不同的生源，其声压级分别为L1、L2，那么 两者叠加后的声压级L的计算公式可按照下表做简单计算
如 L1≥L2，则 L1、L2的叠加值L=L1+ΔL
L1-L2 0 1 2 3 4 5 11
ΔL 3 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 0.3
6 7 8 9 10 1 0.8 0.6 0.5 0.4
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通风系统的噪声
• 主要噪声源：风机 • 再生噪声：因气体流动，在系统各部件中产生的气流噪声
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噪声控制的基本措施
• 噪声源的控制：低噪声产品的研制与选择 • 传播途径的控制 1、隔振装置：降低结构噪声的传播 2、隔声装置：降低直达噪声 3、吸声装置：提高吸声量、降低混响声
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风机性能参数
• 流量Q
• 定义：单位时间内通过风机流道某一截面的气体容积，故 又称容积流量
• 单位：m3/s， m3/min ，m3/h，CFM
一般风机流量的计算用风机出风口面积A与风机出风口 处的风速来计算表示为
Q AV
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风机性能参数
压力 1，静压Pst：在平直流道中运动的气体于某一 截面垂直作用于壁面的压力。通常为测得值。 在某些离心风机样本里也被称为真空度。
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噪音的测试与计算
• 一般人耳能感受到的声音频率范围在20~20000Hz之间， 而风机的噪音频率在50~10000Hz之间，所以在做风机噪 音测试时，没必要考虑以外的频率段，所以为方便测试， 该频率范围被分成24个独立波段，称为1/3倍频带。每3个 1/3倍频带可以按照对数形式合成一个倍频带，所以在一 般测试风机噪音时常常能看到8个不同的倍频带。
成气体能量，因此又称为叶片式机械。（此为我们常见的 一种形式，也是我们要重点讲解的） • 3、喷射式
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风机分类
• 按绝对排气压力分类：
1、通风机：＜11.27×104 Pa 2、鼓风机： （11.27-34.2)×104 Pa 3、压缩机：＞ 34.2 ×104 Pa
（仅供参考）
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偏转的气流动能变为静压能，最后，气体经过扩压器将一
部分轴向气体动能转变为静压能，然后从扩压器流出，进
入管道。
• 相比于离心风机轴流风机体积小，压力小，风量较大，易 于安装。
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离心风机原理
• 工作介质轴向流入叶轮，进入叶片流道，转变为垂直与风 机轴的径向运动；
• 在叶片的作用下，介质获得能量提升： 静压提高、动能增加
动压Pd：该截面上气体流动速度所产生的平
均压力
Pd=ρv2/2
全压Pt：同一截面上气体静压、动压之和称为 气体全压，风机进出口气体全压之差称为风机 全压，即 Pt=Pst+Pt
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风机性能参数
• 静压比 在管道设计的水力计算中，要考虑管道的阻力损失，
管道中风速越大，阻力损失就越大，能量衰减的越快，所 以对于风机来讲，静压比是个非常重要的量值，表示为 η=Pst/Pt。
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• 声压级Lp
Lp=10lg(p/p0)2 其中 p---有效声压
p0---声压基准值，2×10-5 Pa • 声功率级Lw
Lw=10lg(w/w0) 其中 w---声功率
w0---声功率基准值，10-12 W
声级
精品PPT
声压级与声功率级的关系
Lw=Lp+10lgS • 声功率是间接测量值 • 声压级可以直接测量 • 通过面积S和声压级可计算声功率级
风机的噪音也是测试得出，一般在距离出风口1米，下 方45°角放置测试仪，然后得出频谱图，最后得出风机的 实际噪音。当然风机噪音也可以通过风机流量、压力估算 得出，这个会在后面详细讲精品到PPT。
风机相似理论
相似条件
1、几何相似 模型与实物几何形状相同，对应的线形长度成比例， 对应角度相等 2、运动相似 模型与实物各对应点速度方向相同、大小成比例，对 应各气流角度相等，即对应点速度三角形相似 3、动力相似 模型与实物之间相对应的各种力方向相同、大小成比 例