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离心风机选型及计算机应用综述

作 者:致荣华冠 关注:100 发表时间:2019-09-23 23:00:32 来源:www.hggfj.com

离心通风机在我国工业上的应用越来越广泛,涉足水泥、冶金、化工、电力等诸多领域。其主要的应用包括输送气体、排除废气、输送物料、冷却介质等。离心风机的选型(简称选型)是风机生产流程中关键性的一步。

  1离心风机选型

  传统选型方法简单,但计算过程复杂、繁琐,结果易出偏差,只有少数技术精英凭借经验才能完全掌握。计算机的出现给选型带来一场质的革命,选型的程序化把大量繁杂的运算过程留给计算机,把简单、便捷、友好的界面留给使用者,一般的风机技术人员、销售人员都可以轻松掌握。高端的选型大众化,在应用领域通过笔记本电脑、互联网由厂内扩展到设计院、风机招标现场,把现代风机市场运作理念发挥得淋漓尽致。

  2离心风机选型过程

  要选型,首先要确定气体的流量、压力、密度,这是离心通风机选型过程的三要素。

  气体的密度(工况密度)是选型过程中最为关键的第一要素,若未给定密度则需根据风机的工况环境,如海拔、当地大气压、工作温度、气体的标密来计算或换算出工况气体的密度。

  气体的压力(工况全压)是风机选型的第二要素,根据给定或计算出的工况密度,将工况压力换算为风机标准状态下压力。如风机带进气箱或消声器,需考虑其压力损失,可经过计算或估算,估算损失一般在100~300Pa之间。

  气体的流量(工况容积流量)是选型过程的第三要素,如系统要求气体的质量流量(保证气体的排放量或要求气体中的某种介质的含量),则需要将气体质量流量换算为风机标准状态下的容积流量。如系统要求气体的容积流量(保证气体的容积流量),则风机标准状态下的容积流量与工况下的容积流量相同。

  比转数计算是风机选型过程中的重要步骤,是判断风机选用具体模型的主要依据。将换算到风机标准状态下的性能参数(容积流量,全压)和转速代入比转数的计算公式,根据不同的转速可求出不同的比转数,一阶比转数是单吸风机的依据;二阶比转数是双吸风机的依据。

  到这里,风机选型的第一部分结束,求比转数是第一部分的关键所在。

  离心通风机的模型决定其性能曲线,性能曲线分有因次曲线和无因次曲线。有因次曲线是判定是否满足现场要求的依据,而无因次曲线是描绘风机特性的依据,有因次代表着特殊性,无因次代表普遍性。

  传统的风机选型大多把有因次性能表(7~8个高效区点)作为选型的依据,由于手工计算繁琐,只取最高效率点或附近点做为选型依据,这样的算法相对简单,但结果粗糙、模糊、范围窄,容易忽略次高效率点而漏选好的风机模型。而计算机选型程序一般把无因次性能曲线作为选型的依据,虽然软件编程要做大量繁琐的工作,要在性能曲线上取密集的点,标定其坐标,计算各点的比转数,反复核算等。

  通常可用到的无因次参数有流量系数、压力系数、内效率、比转数。流量系数、压力系数其中的一项可作为计算风机机号的依据,比转数是选择风机模型的依据,而内效率则是判断模型是否为高效风机的依据。

  根据风机选型第一部分求出的比转数,来选定风机的模型并判断其相应点是否在高效区,如在高效区,则根据对应的流量系数或压力系数来初步计算风机的机号。

  到这里,风机选型第二部分结束,核对比转数、选择高效风机模型、粗算机号是这部分的关键所在。

  气体的可压缩性对离心通风机选型的影响。文献[1]表明:“在通风机中,若任意点的气流速度都低于100m/s,即马赫数M0.2时,就需要考虑密度的变化而对有效功等的计算进行修正”。可见如果马赫数M>0.2可考虑对离心通风机性能进行修正。在实际通风机计算过程中,部分大机号、高转速、高压离心风机在考虑气体的可压缩性时,如9-2818.5D风机,其机号可减小半号,9-2818D就可满足工况要求。但笔者认为风机实际运行中,现场的运行工况还可通过调节装置调节,且考虑压缩性时风机前后的性能、机号的变化都不大,因此气体压缩性对离心通风机的影响可忽略不计。

  根据已知的密度、转速、模型,并把粗算过的风机机号圆整,利用软件的取点绘图功能,可表达出风机的有因次性能曲线,同时标定风机的工况点。也可列出有因次性能表,标定工况点所在位置。进一步可根据实际工况性能,求出风机的内功率。

  到这里,离心通风机选型过程基本完成,计算风机轴功率和选择驱动装置在这里不再赘述。值得一提的是,同样的工况性能,不同的厂家、不同的技术人员选出的结果可能不相同。这通常是由技术人员的日常选型经验而决定的,他们根据自己企业的现有模型大多可选出好风机。在风机竞标中,谁选出的风机最具高效、节能、简单工艺、低成本的特点谁就独占优势。

  3离心通风机选型的计算机应用

  电脑(微型计算机)软硬件的快速发展及日益低廉的价格使其在各个行业实现广泛的应用,并发挥独有的作用,化繁为简是计算机应用的宗旨。

  电脑硬件升级日新月异,CPU运算速度不断提高,内存、硬盘容量不断增大,推动了高速运算、大储量时代的到来,微机大有取代小型机之势。

  电脑软件不断更新,现有windowsXP操作系统及应用软件更加人性化。分化后的编程软件更具针对性,这使得离心通风机选型交给电脑解决成为趋势。

  在互联网上可查找到多种风机选型软件。有些涉及范围广,理论性强,外表华美;有些针对实践,算法、界面相对粗糙,这和编制选型软件人员对风机的理解能力及对编程软件的操作能力有直接的关系。但不管怎么说,风机选型软件的编制及应用,本身就是一大进步,随着以后风机行业稳步发展,风机计算理论的不断更新,相信选型软件将更加完善。

  从2002年开始,笔者用VB6.0和PB+SQL分别编写了离心通风机选型程序及一些相关计算程序,并在企业得以应用至今,达到了预想的效果。

  用VB6.0编写的风机选型软件涵盖了离心通风机行业较常用的风机模型,具有应用范围广,软件操作简便等特点。其中考虑了风机在不同运行环境下的大气压、介质密度计算;考虑了一、二阶比转数、风机直径的计算,考虑了带有进气装置的阻力损失计算;还考虑了额定转速下的叶轮外缘线速度计算等。总体来说,选型方法是正确可行的,结果与行业样本基本相符。软件既可做选型用,也可根据密度、转速、直径,通过选择不同的风机系列做风机电子样本使用。

  理想化的选型软件笔者认为应该是框架式的,不同的厂家将自己常用风机的无因次性能取点输入软件的数据库,运用行业通用的计算理论计算工况环境下的风机性能,选取适合的风机型号、机号,采用差值法取得风机运行工况点或范围。PB+SQL可作为这种软件编制的首选,其前台的编程软件和后台数据库管理核心都是sysbase公司的,具有完美结合力。

  4结论

  离心风机选型过程、结果可有多种,计算机应用也因人而异。但总的来说,风机选型程序要准确、方便、快捷、实用。软件要把风机理论和本企业的现有模型结合起来,理论固然重要,实用则更加重要。


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