风机的风量、风压影响因素浅析

摘要：风机的风量、风压是衡量其性能的重要指标，风量、风压受很多因素的影响，有内在运转情况和结构情况的影响，也有外在运行工况和使用方式的影响，保证风机能在接近标准工况下运行，既能延长风机使用寿命，又能保证风机在较高效率下运行。

关键词：风机；风量；风压；标准工况

风机是依靠电机输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机电设备，它是一种从动的机械设备，需要外界动力源输入，但风机却是通风系统和空调系统的动力源。

风机的风量和风压是衡量风机性能最直接的性能参数，一般而言，风机的出场铭牌性能参数是在泵与风机性能试验标准条件下测出的。这一标准试验条件的空气状态为：温度20℃，相对湿度为50%，大气压强大约为0.101MPa，空气密度为12kg/m3的干净空气。风机的风量和风压通常由生产厂家提供。工作时，由于空气状态与试验的标准状态有所不同，故在实际运行当中，风机的风量和风压可能会与铭牌参数有所不同。影响风机运行时的风量、风压的因素中既有来自风机自身的，也有来自外部的。

1 影响风机风量、风压的内部因素

在理想条件下，风机的风压由欧拉方程确定，但在实际运行过程中，风机在运行过程中就存在流动损失，泄露损失、轮组损失和机械损失，会导致风机风压、风量较理想值有所下降，其中流动损失会引起泵和风机的的风压下降，泄露损失则会引起风机风量的下降，轮阻损失和机械损失则是增加风机配用电机的能耗。

流动损失是因为流体普遍具有黏滞性，[1]空气在经过叶轮时由轴向转为径向前有先期预旋现象，影响了气流角和叶片进口安装角的一致性，从而改变了叶片传给空气的理论功，使得风压下降；并且当风机不在设计工况下运行时，空气进入叶轮片流体的相对速度方向不与叶片进口安装角一致，从而对叶片形成冲击，产生撞击损失，在进入风机后，空气与风机内部组件也存在有摩擦损失和边界层分离产生的涡旋损失。

泄漏损失分为外泄漏与内泄漏两种；风机静止元件和转动部件间会存在一定的间隙，空气会从风机转轴和蜗壳之间的间隙泄漏，称为外泄漏；当叶轮工作时，机内存在着高压区和低压区，蜗壳靠近前盘的气流经过叶轮进口与进气口之间的间隙，流回到叶轮进口的低压区而引起损失，即为内泄漏；外泄漏和内泄漏使得风机出口风量下降。

2 影响风机风量、风压的外部因素

除了风机内部的影响因素外，风机使用工况的空气温度、空气密度和使用地点的海拔高度对风机的风量和风压也有影响；风机在实际选用时，应进行有关温度和密度的工况换算。使用地点的海拔高度会影响空气密度，从而影响风机风量和风压，海拔越高，空气密度越低，从而使得风机风压有所下降；空气温度和空气密度会影响风机工作时的进口风量，从而影响风机的风压，空气温度越高，空气密度越低，也会使得风机风压有所下降。

同时，风机和管网系统连接的质量和连接情况也会影响风机的工作性能，进而影响风机工作时的实际风量和风压；由于风机铭牌风压风量是在特定管网中工作时所测出的，其出入口与管网的连接状况一般与性能试验时不一致，将导致风机的性能发生改变，且在大多情况下一般会出现不同程度的性能下降；风机入口设计不合理时，会造成叶轮进口流场不均，叶轮内流动恶化，损失增加，从而导致风机风压、风量的下降；风机出口连接局部阻力构件设置不合理会导致风机出流速度产生较大变化，从而增加损失，也会导致风压的下降，有时甚至会产生不稳定气流和湍流。[2]

风機并联运行后，各风机工作压头相同，总流量等于各风机在该工作压头下的流量之和，并联的各台风机的高效工作压头相等，但其中单台风机与为并联前的工作情况相比，其压头上升，但其风量和工作效率却有所下降，并且随着并联风机台数的上升，这一现象更加明显，并且并联所增加的流量会越来越小。风机串联运行后，各风机工作流量相同，总压头等于各风机在该工作流量下的工作压头之和，串联运行中的单台风机和串联前的工作情况相比，其流量上升，但压头下降，并且随着串联风机台数的上升，这一现象更加明显，并且串联所增加的压头会越来越小。风机串联和并联的工作特性是由风机性能曲线和管网特性曲线共同决定的。

调节管网特性曲线即调整相应的阀门开度大小，这会导致管网的阻抗值发生变化，从而改变管网的水力特性，进而影响风机工作的工况点；同时当对工作中的风机进行变速调节时候，由于风机可能处于部分负荷工作状态，其风量、风压也会比满负荷工作状态小。但值得注意的是，处于部分负荷工作状态，这不仅对于整个系统的节能运行极为不利，而且也会使得风机效率下降，进而使得风机风量、风压出现不同程度的下降。

3 结语

在实际工作中，以上描述的影响因素可能同时存在，共同作用，导致风机风量、风压发生改变，偏离标准试验下的运行工况。在相关设计和实际运行当中，应充分规避不利影响因素的出现，或减少其影响，保证风机实际风量、风压符合实用要求。

参考文献：

[1]付祥钊，肖益民.流体输配管网[M].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]龚光彩.流体输配管网[M].北京：机械工业出版社，2007.

作者简介：林成楷（1996），男，硕士，现主要从事建筑节能相关方面的研究。