供应AC/DC散热风扇 AC/DC散热风扇原理

第一章             通风机的基础知识

1-1  分类

按作用原理分为：1容积式：往复式和回转式

             2透平式：离心式、轴流式、混流式和横流式

             3喷射式

按产生压力的高低分为：由于容积式的排气压力较高，他们属于鼓风机、压缩机的范围。故通风机是指透平式，即离心、轴流、混流、横流等形式。

各通风机互相比较，各自主要的特点是：

离心式风机：较高的压力，但风量较小。

轴流式风机：较高的风量，但压力较低。

混流式风机：风量与压力介于离心和轴流风机之间。

混流式风机：有较高的动压，能得到扁平的气流。

通风机的主要性能参数：

1流量：容积流量----单位时间流经通风机的气体体积，常用的单位是立方米每小时（m³/h）和立方英尺每分钟（CFM），其中1CFM=1.698m³/h）;质量流量-----单位时间内流经通风机气体的质量，常用“千克每秒”（kg/s）。

2压力------通风机进出口处气体压力之差，它有全压、动压和静压。压力常见的单位是帕（Pa）、毫米水柱(mmH₂O)、英寸水柱 (in H₂O)等，其中1 mmH₂O=9.8 Pa，1 in H₂O=248.92 Pa。

3转速---风机旋转的速度，常用单位为“每分钟转数”（rpm），常用n表示。

4轴功率---驱动风机转动所需要的功率，常用“千瓦”（kw）“瓦”(w)表示。

5效率----原动机把能量传递给风机的过程中，要克服各种损失，所以传递的能量中只有一部分是有用的，常用效率来反映损失的大小，从不同的角度出发有不同的效率。效率常用“η”来表示。

1-2 气体的基本状态参数

压力---气体的压力是指气体垂直作用于容器单位面积上的力，常用P表示，单位为帕（Pa）。风机的压力分为静压、动压和全压。气体给予与气流方向平行的物体表面的压力称为静压，用垂直与此表面的孔测量。设气体流动的速度为c(m/s),则动压P_d为：P_d=ρc² /2。

在同一截面上气体的静压与动压之代数和，称为气体的全压P：P=P_st +P_d

温度----物体冷热的标志。

比容及密度----单位质量物体所占的体积，以v表示；单位容积的物体所具有的质量称为密度，用ρ表示。

1-3 连续方程

 气体在风机中流动的过程中，既不能产生也不能消灭，遵守物质收恒定律。

ρ₁Q₁=ρ₂Q₂

1-4不可压缩流体的伯努利方程

  对于理想流体，不考虑粘性，不考虑内摩擦力，在流动的过程中有：

C²/2+gz+P/ρ=常数

1-5流动损失

流动损失包括两部分：其一是边界层内由于流体具有粘性，使流体质点之间，流体与流道表面产生摩擦而引起的能量损失，称为摩擦损失，它与流程成正比，故也叫沿程损失；其二是由于流道形状的变化引起的边界层分离所产生的损失，称分离损失或局部损失。

第二章             离心通风机的基本理论

2-1  概述

  一 离心通风机的工作原理

离心通风机的工作原理：已知气体在离心通风机中的流动先轴向，后转变为垂直于通风机轴的径向运动，当气体通过旋转叶轮的叶道间，由于叶片的作用，气体获得能量，即气体的压力提高和动能增加。当气体获得的能量足以克服其阻力时，则可将气体输送到远处。

2-2  叶轮工作原理

一 进出口速度三角形

二 欧拉方程式  ：通风机和其它透平机械的基本方程式

P_T，∞=ρ（u₂C_2U – u₁C_1U）

反动度：在叶轮中气体静压的增加值与工作叶轮传给气体的理论压力之比，常用Ω表示。

2-3 不同叶片形式对压力的影响

通常所说的叶片形式，一般按叶片出口安装角大小来区分。

一 前向叶片 叶片出口安装角β_2A>90 º，它分为一般前向叶片和多翼式前向叶片。

二 后向叶片叶片出口安装角β_2A<90º，它分为曲线性后向叶片和直线型后向叶片。

三 径向叶片叶片出口安装角β_2A =90º，一般有径向出口叶片和直线叶片。

几种叶片形式的比较

1． 从气体获得的压力看，前向叶片最大，径向次之，后向叶片最小；

2．  从效率观点看，后向叶片最高，径向叶片居中，前向叶片最低；

3．  从结构尺寸看，在流量和转速一定时，达到相同的压力前提下，前向叶轮直径最小，而径向叶轮稍次，后向叶轮最大；

4．  从工艺观点看，直叶片制造最简单。

因此，大功率的通风机一般用后向叶片教多。如果对通风机的压力要求较高，而转速或圆周速度又受到一定限制时，则往往选用前向叶片。从摩擦和积垢角度看，选用径向叶片较为有利。

2-5离心通风机的损失、功率和效率

一 流动损失

二 泄露损失

三 轮阻损失

四 功率与效率

（一）通风机所耗功率

1 有效功率Ne：风机使单位容积流量的气体通过风机后增加的总能量是P，那么输送容积流量为Q气体，单位时间从通风机中所获的总能量，称为有效功率，即Ne=PQ/1000 KW.

2 内功率Ni:实际消耗于气体的功率。

3轴功率Ns：通风机输出的功率。

（二）效率

1流动效率η_h:实际压力与理论压力之比；

2泄露效率η_e：实际流量与吸入叶轮的理论流量之比；

3轮阻效率η_r

4 通风机内效率η_i：有效功率与内功率之比；

5 机械传动效率η_M：通风机内功率与其轴功率之比；

6 全压效率η：通风机有效功率与其轴功率之比。全压效率是衡量风机气动性能好坏的指标。

7 静压效率η_st

五 离心通风机的性能曲线

性能曲线出现驼峰，即一个压力有多个风量出现的情况。

2-6 叶轮

叶轮的主要结构参数
  D2------叶轮外径；

D1----叶轮叶片进口直径；

b------叶轮宽度

β_2A----叶片出口安装角；

β_1A----叶片进口安装角；

Z----叶片数。

此外还有叶轮前盘倾斜角等。

叶片厚度与叶片数影响叶道通流面积，因此必须综合考虑。一般叶道长度较短，容易引起当量扩张角过大，此时就应采用较多叶片；反之叶片出口安装角较小，其流道较长，流道当量扩张角较小，此时采取较少叶片数。同时来说：D1/ D2越小，叶片数Z