鼓風機原理

坤輿機械

一、鼓風機的基本工作原理

鼓風機的工作過程可分為吸氣、壓縮、排氣三個階段，其核心原理基于流體動力學和機械能轉換：

• 吸氣階段：
  • 葉輪旋轉時，在入口處形成負壓（低于大氣壓），外界氣體在壓力差作用下被吸入葉輪通道。
  • 葉輪設計（如前向、后向葉片）影響吸氣效率和氣流方向。
    
• 壓縮階段：
  • 氣體進入葉輪后，隨葉輪高速旋轉（轉速通常為1,000-30,000 rpm），獲得離心力作用。
  • 葉輪對氣體做功，使其動能和壓力能增加，同時氣體被推向葉輪外緣。
  • 在多級鼓風機中，氣體可能經過多個葉輪逐級壓縮，壓力逐步升高。
    
• 排氣階段：
  • 壓縮后的氣體通過擴壓器（擴散管）減速，將動能進一步轉化為壓力能。
  • 氣體從排氣口排出，完成輸送或增壓過程。
    
  
  

二、鼓風機的核心分類及原理

根據結構和工作方式，鼓風機主要分為容積式和動力式（透平式）兩大類，其原理差異如下：

1. 容積式鼓風機

通過改變工作腔容積實現氣體壓縮，典型代表為羅茨鼓風機和螺桿鼓風機。

• 羅茨鼓風機：
  • 原理：兩個三葉型轉子在機殼內同步反向旋轉，轉子之間及轉子與機殼間保持微小間隙（0.1-0.5mm），氣體被困在轉子與機殼形成的密閉腔室內，隨轉子旋轉被強制輸送至排氣口。
  • 特點：
    • 強制輸氣，流量與壓力無關（壓力變化不影響流量）。
    • 排氣脈沖小，但噪聲較高（需配套消聲器）。
    • 適用于低壓力（<0.1 MPa）、大流量場景（如污水處理曝氣、氣力輸送）。
      
    
    
• 螺桿鼓風機：
  • 原理：兩個螺桿轉子（陽轉子和陰轉子）在機殼內嚙合旋轉，氣體被吸入轉子螺紋槽，隨轉子旋轉被壓縮并輸送至排氣口。
  • 特點：
    • 壓縮過程連續，排氣平穩，噪聲低于羅茨風機。
    • 能效比羅茨風機高15%-30%，但成本較高。
    • 適用于中壓力（0.1-0.5 MPa）、中流量場景（如水泥生產、氣力除塵）。
      
    
    
  
  

2. 動力式（透平式）鼓風機

通過高速旋轉的葉輪對氣體做功實現壓縮，典型代表為離心鼓風機和軸流鼓風機。

• 離心鼓風機：
  • 原理：
    • 氣體從軸向進入葉輪，被葉輪加速后轉為徑向流動。
    • 高速氣體通過擴壓器減速，壓力能增加。
    • 多級離心鼓風機通過串聯多個葉輪實現高壓輸出（壓力可達1 MPa以上）。
      
  • 特點：
    • 流量大、壓力高，但效率受轉速和葉輪設計影響顯著。
    • 適用于高壓力（>0.1 MPa）、大流量場景（如鍋爐通風、化工氣力輸送）。
    • 高速離心風機（轉速>10,000 rpm）需配套變頻器或齒輪箱調速。
      
    
    
• 軸流鼓風機：
  • 原理：氣體沿軸向流入葉輪，經葉輪加速后沿軸向流出，壓力提升主要依賴葉輪動能的轉換。
  • 特點：
    • 流量大、壓力低（壓力通常<0.05 MPa），適合長距離低壓輸送。
    • 結構緊湊，噪聲低，常用于通風換氣（如地鐵隧道通風、大型廠房通風）。
    • 可變螺距葉輪可調節流量和壓力，適應工況變化。
      
    
    
  
  

jixie125

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花手絹

沒錯，你的解釋讓我豁然開朗。

jiuliu

我現在對這個主題有了更深入的了解，謝謝了。

萬物靜默如謎

你的分析邏輯清晰，佩服。

向自由

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合成大西瓜

我喜歡這篇文章的風格，簡潔明了，容易理解。

腰酸背痛

這個知識點很實用