摘要

本文針對(duì)風(fēng)機(jī)選型過(guò)程中參數(shù)修正的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行分析討論。通過(guò)分析影響風(fēng)機(jī)性能的主要因素，探討了風(fēng)量、風(fēng)壓等關(guān)鍵參數(shù)的修正方法。合理的參數(shù)修正能夠顯著提高風(fēng)機(jī)選型的準(zhǔn)確性，確保風(fēng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中的高效性和可靠性。本文為風(fēng)機(jī)選型提供了科學(xué)的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)，對(duì)提高風(fēng)機(jī)效率，降低企業(yè)成本具有重要意義。

關(guān)鍵詞： 風(fēng)機(jī)選型；參數(shù)修正；風(fēng)量；風(fēng)壓；功率；實(shí)際工況

引言

風(fēng)機(jī)作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，其選型的準(zhǔn)確性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率和能源消耗。在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于環(huán)境條件、工況要求等因素的影響，風(fēng)機(jī)選型往往需要進(jìn)行參數(shù)修正。然而，目前在實(shí)際應(yīng)用中，由于各種各樣的原因，對(duì)風(fēng)機(jī)選型的理解存在誤區(qū)，導(dǎo)致在風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)實(shí)際工作點(diǎn)嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)，不僅時(shí)風(fēng)機(jī)實(shí)際效率偏低，而且還有可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)不能滿足實(shí)際需要，影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

一、風(fēng)機(jī)選型中的關(guān)鍵參數(shù)

風(fēng)機(jī)選型過(guò)程中，風(fēng)量、風(fēng)壓和功率是最為關(guān)鍵的三個(gè)參數(shù)。風(fēng)量是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)機(jī)的氣體體積，通常以立方米每小時(shí)（m3/h）或立方米每秒（m3/s）表示。風(fēng)壓是指風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力差，用于克服系統(tǒng)阻力，單位為帕斯卡（Pa）。功率則反映了風(fēng)機(jī)消耗的能量，通常以千瓦（kW）表示。

這些參數(shù)之間存在密切的相互關(guān)系。風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積決定了風(fēng)機(jī)的功率需求，而風(fēng)機(jī)的效率則影響著實(shí)際所需的輸入功率。在實(shí)際選型過(guò)程中，需要綜合考慮這些參數(shù)的相互影響，以確保風(fēng)機(jī)能夠在最佳工況下運(yùn)行。此外，還需要考慮風(fēng)機(jī)的類型、轉(zhuǎn)速、效率等因素，這些都會(huì)對(duì)最終的性能產(chǎn)生影響。    

二、參數(shù)修正的影響因素

在實(shí)際工程應(yīng)用中，多種因素會(huì)影響風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)，其中最主要的是環(huán)境條件和工況要求。環(huán)境條件包括海拔高度、溫度和濕度等。隨著海拔高度的增加，空氣密度降低，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)量和風(fēng)壓發(fā)生變化。溫度和濕度的變化也會(huì)影響空氣密度，從而影響風(fēng)機(jī)的性能。

工況要求是另一個(gè)重要的影響因素。不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)風(fēng)機(jī)的性能要求不同，如鍋爐通風(fēng)系統(tǒng)、煤礦通風(fēng)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的阻力特性、運(yùn)行時(shí)間、負(fù)荷變化等都會(huì)影響風(fēng)機(jī)的選型。此外，管道的布置、彎頭的數(shù)量、過(guò)濾器的阻力等系統(tǒng)特性也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)產(chǎn)生影響。因此，在選型時(shí)必須充分考慮這些因素，進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)修正。

三、選型修正方法

首先要清楚風(fēng)機(jī)工況的定義，通常，風(fēng)機(jī)行業(yè)主要有兩個(gè)工況定義：

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：ISO 國(guó)際組織定義的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，是指溫度為0℃，大氣壓力為101325Pa，這個(gè)時(shí)候大氣密度為1.293kg/m3。

風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)工況：是指溫度為20℃，大氣壓力為101325Pa，這個(gè)時(shí)候大氣密度為1.2kg/m3。

風(fēng)機(jī)的參數(shù)與氣體狀態(tài)有關(guān)系，所以風(fēng)機(jī)的參數(shù)需要指定一定狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。

選型時(shí)參數(shù)修正方法有下面幾個(gè)，可以根據(jù)便利性選擇其中之一修正。

1、修正風(fēng)機(jī)的參數(shù)

針對(duì)風(fēng)量、風(fēng)壓等參數(shù)，可以根據(jù)下面的公式進(jìn)行修正，修正到實(shí)際工況。

風(fēng)量的換算：

式中：    

Pa1、Pa2：氣體的絕對(duì)壓力

T1、T2：氣體的熱力學(xué)溫度

風(fēng)量修正其實(shí)主要考慮空氣密度的變化。

風(fēng)壓的換算：

主要也是考慮密度的影響，可以按下面的公式換算。

2、修正風(fēng)機(jī)的性能曲線

風(fēng)機(jī)的性能曲線如果是壓力-流量曲線，那和氣體狀態(tài)是有關(guān)系的，也就是說(shuō)，風(fēng)機(jī)的壓力-流量曲線隨著氣體狀態(tài)的變化而變化，主要影響因素還是溫度、海拔等參數(shù)。

選型的時(shí)候，如果氣體參數(shù)的工況與性能曲線的工況不一樣，也可以把曲線轉(zhuǎn)化到氣體實(shí)際的工況來(lái)選型。

這個(gè)轉(zhuǎn)換要采用風(fēng)機(jī)相似定律來(lái)轉(zhuǎn)換，風(fēng)量維持不變，風(fēng)壓與密度成正比。

風(fēng)機(jī)性能曲線的轉(zhuǎn)換不能采用手工計(jì)算的方法，因?yàn)楣ぷ髁刻�大，一般都是�?jì)算機(jī)后臺(tái)計(jì)算，如下圖，黑色的曲線是密度為1.29m3/s，紅色的曲線是密度為1.0m3/s，可見(jiàn)密度降低的時(shí)候風(fēng)機(jī)出力會(huì)下降，這就是同一臺(tái)風(fēng)機(jī)，到高原上出力減小的原因。    

3、采用無(wú)因次性能曲線來(lái)選型

風(fēng)機(jī)的無(wú)因次性能曲線是通過(guò)無(wú)因次參數(shù)來(lái)描述風(fēng)機(jī)性能的曲線。這些無(wú)因次參數(shù)消除了風(fēng)機(jī)尺寸、轉(zhuǎn)速和流體密度等因素的影響，使得不同風(fēng)機(jī)之間的性能比較更加方便和直觀。

無(wú)因次性能曲線在風(fēng)機(jī)選型、性能預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)優(yōu)化中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

采用無(wú)因次性能曲線選型的時(shí)候，需要把風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的參數(shù)轉(zhuǎn)換成無(wú)因次的參數(shù)。        

在實(shí)際應(yīng)用中，這些修正方法需要結(jié)合具體情況進(jìn)行靈活運(yùn)用。例如，在高海拔地區(qū)，需要同時(shí)考慮海拔高度和溫度的影響；在高溫高濕環(huán)境下，則需要綜合考慮溫度和濕度的修正。通過(guò)建立綜合考慮，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)在實(shí)際工況下的性能，從而提高選型的準(zhǔn)確性。

通常，方法1和2作為選型的方法。

需要注意的是，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的換算和性能曲線的修正不要雙重考慮，指換算一個(gè)即可。

四、案例分析

為了充分理解風(fēng)機(jī)參數(shù)修正的方法，舉一個(gè)案例。

案例為某企業(yè)選一個(gè)合適的工業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)安裝在高原地區(qū)（海拔3000米），環(huán)境溫度為15℃，相對(duì)濕度為40%。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)需要提供20000 m3/h的風(fēng)量，風(fēng)壓要求為1500 Pa。

風(fēng)機(jī)的曲線是按照標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度為0℃，大氣壓力為101325Pa）繪制的。

由于本案例給的是實(shí)際的工況，因此該工況點(diǎn)的參數(shù)就不用修正了。

由于性能曲線是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的，因此需要考慮海拔高度修正，主要是計(jì)算密度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，海拔3000米處的氣壓約為70.1 kPa，考慮溫度15度的影響，那么實(shí)際空氣密度約為0.85 kg/m3。

壓力的修正：

所以標(biāo)態(tài)下風(fēng)機(jī)的壓力為：

P=1500/0.657=2283Pa。

這樣就可以按照風(fēng)量Q=20000m3/h，壓力P=2283Pa在風(fēng)機(jī)性能曲線上畫(huà)點(diǎn)選型了。

五、小結(jié)

本文針對(duì)風(fēng)機(jī)選型中的參數(shù)修正問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，提出了基于實(shí)際工況的參數(shù)修正方法，得出以下結(jié)論：

1.風(fēng)量、風(fēng)壓是風(fēng)機(jī)選型的關(guān)鍵參數(shù)，需要考慮空氣密度變化的影響對(duì)其修正。

2.海拔高度、溫度和濕度是影響風(fēng)機(jī)性能的主要環(huán)境因素，在參數(shù)修正時(shí)必須予以考慮。    

3.風(fēng)機(jī)選型時(shí)考慮參數(shù)的匹配性，能有效提高風(fēng)機(jī)選型的準(zhǔn)確性，確保風(fēng)機(jī)在實(shí)際工況下的高效運(yùn)行。

4.工況點(diǎn)的參數(shù)和性能曲線修正其一即可，不要重復(fù)修正。