页数：53页文件大小：823.0 KB来源： 农业机械学ppt课件
本课件讲解风机在农业机械中的应用与分类，先给出离心风机的称号与工作过程，再说明叶轮速度三角形、功耗效率、性能曲线与叶片形状，最后介绍风机与管网的配合、调节方法以及横流风机与轴流风机。
第十四章风机
第一节概述第二节离心风机的工作原理第三节风机的选用第四节横流风机和轴流风机第五节风机的性能实验
第一节概述一、风机在农业机械中的应用风机在农业机械中应用很广。
大多数情况下，系利用风机产生的气流作介质进行工作。
例如，在植保机械上，用气流输送、喷洒药粉和药液，并使药液雾化；
在谷物收获机械及清选机械上，用气流进行清选及谷粒分级；
在谷物干燥机械中，用气流作热介质传递热能以加温烘干谷物并运出水汽；
在输送装置中，则用气流输送各种农业物料。
第二节离心风机的工作原理一、离心风机的工作过程离心风机主要由叶轮、进风口及蜗壳等组成（图14－2）。
叶轮转动时，叶道（叶片构成的流道）内的空气，受离心力作用而向外运动，在叶轮中央产生真空度，因而从进风口轴向吸入空气（速度为c0）。
吸入的空气在叶轮入口处折转90°后，进入叶道（速度为c1），在叶片作用下获得动能和压能。
从叶道甩出的气流进入蜗壳，经集中、导流后，从出风口排出图14-2 离心通风机内气体流动方向1.出风口2.蜗壳3.叶轮4.扩压管5.进风口6.进气室
二、叶轮的工作原理（一）速度三角形空气在叶道上任一点处，有绝对速度c，它是气流与叶轮的相对速度ω与牵连速度μ的向量和（图14－3a）。
绝对速度c与牵连速度μ的夹角以α表示。
相对速度ω与牵连速度μ的反方向的夹角以β表示。
通常只画出叶片入口及出口的速度三角形，并以1点表示叶轮入口；
2点表示叶轮出口（图14－3b、c）。
.单位时间内动量矩的变化为力矩M 或所以上式为离心通过风机的基本方程，又叫欧拉方程。
因略去了全部损失，所以PT∞称为无穷多叶片时的理论全压。
在上式中，C1u是叶轮进口处气流绝对速度C1在圆周方向的速度分量。
由于叶轮入口处具有切线速度u1，按速度场作用规律，气流在进入叶轮时应该存在切向分速。
但是空气的粘性很小，在没有导流器时，可以认为气流是径向进入叶轮的，即在叶轮入口处，α1=90°，C1=C1r，C1u=0。
代入欧拉方程，可得：PT∞=ρu2C2u
（三）轴向涡流实际上风机的叶片数是有限的，相邻两叶片所形成的叶道占有一定的空间。
当叶轮旋转时，叶道空间随叶片一起转动；
而叶道内的气体，由于自身粘性小，又有惯性，它就有保持其本身方向不变的趋势。
由图14－4可见，当叶轮旋转时，叶道内的气体与叶道空间具有相对回转，转向与叶轮放置方向相反，这就是轴向涡流。
轴向涡流使气流出口角β2与叶片安装角β2A不等且β2<β2A，所以，在叶片数有限时，有：C2u=u2－C2rctgβ2<C2u∞即PT<PT∞或PT=μPT∞式中μ称为环流系数或压力减少系数。
| 风机轴功率 N（kW） | <0.5 | 0.5—1 | 1—2 | 2—5 | >5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 容量储备系数 K | 1.5 | 1.4 | 1.3 | 1.2 | 1.15 |
式中D2——叶轮外径b2——叶轮外径处叶片宽度在叶片无限多时，气流出口角β2等于叶片安装角β2A。
一台风机若转速不变，则u2、D2、b2、β2A均为常数，则有：PT∞=A－BQ图14-5 风机的理论性能曲线（PT∞-Q）图14-6 风机的理论性能曲线（N-Q）因A、B为常数，所以PT∞与Q 成线性关系。
对前向叶片，β2A>90°，ctgB2<0，B为负图14-5 风机的理论性能曲线（PT∞-Q）图14-6 风机的理论性能曲线（N-Q）
（一）图14-8实际性能曲线(P-Q)后向叶片，n=常数实际性能曲线实际上风机有能量损失，如果只考虑流动损失，则在给定转速下的实际性能曲线（P－Q）如图14－8所示。
由于未考虑泄漏损失及轮阻损失，它与实际情况有一定出入。
图14-9离心通风机的性能曲线a.前向叶片风机b.后向叶片风机目前还不能用计算的方法绘制实际性能曲线。
所以离心风机的性能曲线者是根据试验数据绘制的。
由风机试验可测出各工况点的流量Q、全压P及轴功率N并算得效率。
五、叶片形状风机叶片形状可分为直叶片和曲叶片；
按叶片出口安装角可分为前向（β2A>90°），径向（β2A=90°）及后向（β2A<90°）叶片三类，对应的风机叶轮称为前向、径向和后向叶轮。
常用的叶轮形式如图14－10所示。
图14-10 常用叶轮形式a.前向叶片b.多叶式前向叶片c.径向曲叶片d.径向直叶片e.后向曲叶片f.后向直叶片
第三节风机的选用一、风机与管网的配合风机是与管网配合工作的。
对工作管网来说，气流应具有一定的压能以克服管道的各种阻力并以规定的流量通过管网。
所以应选用合适的风机，使其在管网所要求的流量时，压力与管网阻力一致，而且风机效率较高。
这就是选用风机的主要依据。
图14－12是5XF－2.5种子精选机的气流清选装置。
风机从两个吸气管道吸入空气，用气流带走谷粒混杂物中的轻夹杂物；
式中l——管道长度（m）d——管道当量直径(m) λ——摩擦阻力系数ρ——空气密度（Kg/m3）μ——输送浓度c——经验系数。
为便于计算，上式可改写为：Pm=Rgl（1+cμ）式中，R为纯空气通过一米长风管的摩擦阻力（mm H2O/m，1mmH2O=9.81N/m2），它与管道直径d、气流速度v有关，可直接从手册中查得。
.
图14-16高压离心风机综合性能选择曲线图图14-178-18№4-№10离心风机的性能选择曲线图14-16高压离心风机综合性能选择曲线图图14-178-18№4-№10离心风机的性能选择曲线
旋涡中心位于蜗舌附近。
旋涡的存在，使叶轮输出端产生循环流；
在旋涡外，叶轮内的气流流线呈圆弧形。
因此，在叶轮外圆周上各点的液体速度是不一致的；
越靠近涡心，速度愈大，越靠近涡壳，则速度愈小。
由此可见，在风机出风口处气流速度和压力是均匀的，因而风机的流量系数及压力系数是平均值。
横流风机的特性曲线两种横流风机的特性曲线如图14－21所示。
由图可见，横流风机的效率较低；
在流量较大时，动静压比较大；
在风机直径小时，可产生较大流量；
由于静压曲线呈驼峰形，在流量较小时，存在不稳定工作。
横流风机的应用横流风机的动压高、出口气流速度大、气流到达距离较远；
它的宽度可按需要选定，在宽度较大时气流速度比较均匀，所以虽然效率较低（最高效率为35－60%），仍在低压通风换气、空调、车辆及家用电器上得到广泛应用。
在谷物联合收获机及脱粒、清粮机上，用离心风机作清粮风机时气流速度很不均匀，影（二）响了清粮室工作性能，而横流风机能得到均匀的气流，且不受宽度的限制。
因而近年来将横流风机用清粮风机的研究得到广泛的重视。
二、轴流风机（一）轴流风机的结构和工作原理在离心风机中，气流在叶轮内的流动是径向的，而在轴流风机中，气流在叶轮内是沿轴向流动的。
轴流风机由整流罩、叶轮、导叶、整流体、集风器及扩散筒等组成（图14－22）。
其中叶轮是回转的，称为转子，其它部分则是固定的。
工作时气流从集风器进入，通过叶轮使气流获得能量，然后流入导叶，使气流转为轴向；
最后，气流通过扩散筒，将部分轴向气流的动能转变为静压能。
1、基元级及速度三角形一个叶轮与导叶构成一个级，多级轴流风机可提高压力，但轴流风机一般只有一级。
用不同半径作叶轮和导叶剖面，可得不同的平面叶栅，一个平面叶栅称为一个基元级，因而级可以看成是无限多个基元级组成。
图14-23轴流风机基元线速度三角形对于一个基元级，可画出动叶进口1－1及出口2－2处的速度三角形（图14－23a），因半径R相同，所以u1=u2，且C1Z=C2Z，将进出口速度三角形画到一起（图14－23b）。
图14-23轴流风机基元线速度三角形
常用的有进气式、排气式及进排气联合式三种，可根据风机实际工作情况选用。
如用吸气风道工作时，可用进气试验装置；
用出风管道工作的，可用排气试验装置；
若风机进风口和出风口都接有较长的工作管道，则宜选用进排气联合试验装置。
这样，可使试验接近实际工况，而且测定结果可靠，但由于进气试验装置设备简单，使用方便，大部分风机工厂都习惯于采用这种试验装置进行风机性能试验。
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