|
一、鼓風機的基本工作原理 鼓風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和機械能轉換: - 吸氣階段:
- 葉輪旋轉時,在入口處形成負壓(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:
- 氣體進入葉輪后,隨葉輪高速旋轉(轉速通常為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。
- 在多級鼓風機中,氣體可能經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,將動能進一步轉化為壓力能。
- 氣體從排氣口排出,完成輸送或增壓過程。
二、鼓風機的核心分類及原理根據結構和工作方式,鼓風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. 容積式鼓風機通過改變工作腔容積實現氣體壓縮,典型代表為羅茨鼓風機和螺桿鼓風機。 - 羅茨鼓風機:
- 原理:兩個三葉型轉子在機殼內同步反向旋轉,轉子之間及轉子與機殼間保持微小間隙(0.1-0.5mm),氣體被困在轉子與機殼形成的密閉腔室內,隨轉子旋轉被強制輸送至排氣口。
- 特點:
- 強制輸氣,流量與壓力無關(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)。
- 螺桿鼓風機:
- 原理:兩個螺桿轉子(陽轉子和陰轉子)在機殼內嚙合旋轉,氣體被吸入轉子螺紋槽,隨轉子旋轉被壓縮并輸送至排氣口。
- 特點:
- 壓縮過程連續,排氣平穩,噪聲低于羅茨風機。
- 能效比羅茨風機高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、氣力除塵)。
2. 動力式(透平式)鼓風機通過高速旋轉的葉輪對氣體做功實現壓縮,典型代表為離心鼓風機和軸流鼓風機。 - 離心鼓風機:
- 原理:
- 氣體從軸向進入葉輪,被葉輪加速后轉為徑向流動。
- 高速氣體通過擴壓器減速,壓力能增加。
- 多級離心鼓風機通過串聯多個葉輪實現高壓輸出(壓力可達1 MPa以上)。
- 特點:
- 流量大、壓力高,但效率受轉速和葉輪設計影響顯著。
- 適用于高壓力(>0.1 MPa)、大流量場景(如鍋爐通風、化工氣力輸送)。
- 高速離心風機(轉速>10,000 rpm)需配套變頻器或齒輪箱調速。
- 軸流鼓風機:
- 原理:氣體沿軸向流入葉輪,經葉輪加速后沿軸向流出,壓力提升主要依賴葉輪動能的轉換。
- 特點:
- 流量大、壓力低(壓力通常<0.05 MPa),適合長距離低壓輸送。
- 結構緊湊,噪聲低,常用于通風換氣(如地鐵隧道通風、大型廠房通風)。
- 可變螺距葉輪可調節流量和壓力,適應工況變化。
|