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離心風機并聯(lián)與串聯(lián)的怪事

來源: 蘇州頂裕節(jié)能設(shè)備有限公司 發(fā)布日期:2021-09.17 瀏覽:-


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有客戶問:我們工廠最近提出了生產(chǎn)加倍的計劃,本來使用一臺75kw的離心風機輸送空氣(事實上是氧氣)進入反應塔中作用,風機性能是40000m³/h,3500pa。

在產(chǎn)量加倍的需求下,當然空氣量也要加倍,于是我們又買了一臺性能完全一樣的離心風機,并把它的出口接到原來送風機的出口管道附近,也就是兩臺送風機并聯(lián)運行。

可是結(jié)果風量只增加了不到50%。明明我們使用了兩臺75kw的風機,所花費的電力也加倍了,這是怎么一回事呢?還是我們應該采用串聯(lián)的方式?

首先,可以肯定的說,按現(xiàn)在所采取的方法,產(chǎn)量加倍的計劃是幾乎無法實現(xiàn)的,就算實現(xiàn)了,也十分不經(jīng)濟,產(chǎn)品的成本會很高。

再看這臺風機的工況點,如果送風系統(tǒng)的入口與出口都與大氣連同,可以畫出單臺風機運行時的性能曲線與管路阻抗曲線L,工況點即為交點A,如圖一。


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圖一


其次,并聯(lián)運行時,吸氣管或排氣管中的流量是兩臺風機的流量之和。此時,管路阻力由兩臺通風機共同克服,并且由于管道,過濾器,反應塔等等沒有改變,管路阻力曲線仍然相同,根據(jù)此原理可繪制并聯(lián)運行時總的性能曲線,如圖二,即可找到并聯(lián)運行后的工況點B,明顯可看出此時通風機送出的風量沒有加倍。


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圖二


至于采用串聯(lián)運行的方式,一般情況下,都是單臺風機做功無法克服系統(tǒng)的阻力才采用串聯(lián)的方式,串聯(lián)后的性能曲線如圖三,也就是同一風量下,靜壓加倍,觀察此時的工況點D,也可明顯看出此時的風量增加的很少。


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圖三


那么,為什么風機消耗了加倍的能量,沒有產(chǎn)生加倍的風量呢?這樣的結(jié)果符合能量守恒定律么?答案是肯定的:符合。

因為管路的阻力損失與流速的平方成正比增加,如果風量真的達到加倍的話,阻力就會變成4倍,有相當?shù)囊徊糠帜芰慷紩驗槟Σ翐p失,轉(zhuǎn)變成熱量消散。最后,怎樣才能實現(xiàn)產(chǎn)量加倍呢?

如果采用硬碰硬的方式,提高風機的轉(zhuǎn)速來提升風量,根據(jù)相似定律,風量加倍,消耗的功率呈3次方增加,即需600kw的電機,顯然是不經(jīng)濟的。況且考慮到強度,葉輪的轉(zhuǎn)速有極限,不能無限提升。

如果采用并聯(lián)運行的方式,結(jié)合圖2,還需要將管網(wǎng)的阻力降為曲線M,也就是要將管道,反應塔等尺寸加大。觀察圖2,圖3還不難發(fā)現(xiàn),阻力曲線越緩,離心風機并聯(lián)的增加風量的效果會更好,阻力曲線越陡,離心風機串聯(lián)的增壓效果會更好。

所以,對于離心風機并聯(lián),串聯(lián)的特性,一定要結(jié)合具體的管路系統(tǒng)具體分析。

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