风扇选择指南：提高效率和降低成本

风扇选择是一个复杂的过程，它始于对系统运行要求和条件的基本了解，如气流速率、温度、压力、气流特性和系统布局。这些因素的可变性以及其他考虑因素（如成本、效率、使用寿命、维护、速度、材料类型、空间限制、传动方式、温度和操作条件范围）使风扇选择变得复杂。然而，了解风扇选择过程中的重要因素可以帮助在系统改造或扩展中减少能源消耗。通常，选择风扇类型是出于非技术原因，如价格、交货时间、可用性，或设计师或操作者对某种风扇型号的熟悉。如果噪音水平、能源成本、维护要求、系统可靠性或风扇性能不如预期，那么就应重新审视最初选择的风扇类型是否合适。\n\n通常情况下，风扇是从一系列型号和尺寸中选择的，而不是针对特定应用进行设计。风扇选择是基于计算系统的气流和压力要求，然后找到一个符合这些要求的设计和材料合适的风扇。不幸的是，预测系统气流和压力要求存在很高的不确定性。这种不确定性结合积垢效应和预期的容量扩展，促使人们倾向于增加风扇/电动机组件的规格尺寸。\n\n设计人员倾向于通过“超量规格”来保护自己免受系统性能不足的责任。然而，超大号的风扇/电动机组件会产生一系列不同的操作问题，包括低效的风扇运行、过量的气流噪音、可靠性差和管道/风管振动。通过描述与不良风扇选择相关的一些问题和成本，本手册旨在帮助设计人员和操作者通过更好地选择风扇和改进操作和维护方法来提高风扇系统的性能。\n\n噪音。在工业通风应用中，噪音可能是一个重要的问题。高声级会导致工人疲劳。风扇产生的噪音取决于风扇类型、气流速率和压力。常常通过比较高的噪音水平来指示风扇低效运行。\n\n如果无法避免高噪音水平，可以考虑采取减振噪声能量的方法。降噪可以通过多种方法实现：给风管隔音；将风扇安装在软材料上，如橡胶或适当的弹簧隔振器，以限制传递的振动能量；或安装吸声材料或消音器以吸收噪音能量。\n\n旋转速度。风扇的旋转速度通常以每分钟转数（rpm）来衡量。风扇的旋转速度对风扇性能有重要影响。\n\n旋转速度必须与其他问题同时考虑，如风扇负载变化、气流温度、周围噪音和风扇的机械强度。系统要求的变化和不确定性对风扇类型和旋转速度的选择至关重要。在相对低速（例如，前弯叶片离心风扇）产生高气流的风扇中，需要对系统气流和压力需求进行相对准确的估计。如果由于某种原因，系统要求不确定，那么对风扇旋转速度的错误猜测可能会导致性能不佳或过量的气流和压力。\n\n气流温度对风扇速度限制有重要影响，因为高温对大多数材料的机械强度有影响。在高温下，所有材料的屈服强度都降低。由于轴、叶片和轴承上的力与旋转速度的平方成正比，高温应用通常采用相对低速运行的风扇。\n\n气流特性。湿度和颗粒物含量是选择风扇类型的重要考虑因素。颗粒物在风扇叶片上的积聚会导致严重的性能下降和风扇不平衡。浅叶片角度和能够积聚颗粒物的表面促进了积聚问题。具有促进叶片表面低速气流的叶片形状（如后倾式风扇）容易积聚颗粒物。相反，径向尖锥风扇和径向叶片风扇的操作方式使得气流在叶片表面上最小化颗粒物积聚。这些风扇用于“脏”气流和物料处理应用。\n\n腐蚀性气流则带来了一系列不同的问题。风扇材料以及风扇类型必须选择能够抵抗腐蚀的攻击。此外，泄漏到环境空间可能是一个问题，需要为风扇配备轴封。轴封可以防止或限制从驱动轴穿过风扇壳体周围区域的泄漏。例如，在腐蚀环境中，风扇可以使用昂贵的合金构造，这些合金强度高，抗腐蚀性能好，或者可以使用玻璃纤维增强塑料或涂覆耐腐蚀材料来廉价构造风扇。由于涂层通常比超合金金属更便宜，适用于涂层的风扇类型（例如，径向叶片风扇因其简单的形状）广泛用于腐蚀应用；然而，磨损会降低涂层的可靠性。另外，已经开发出用于风扇应用并在许多腐蚀环境中有效工作的增强玻璃纤维塑料等材料。然而，复合材料和塑料材料可能存在尺寸和速度限制。\n\n含有高颗粒物含量的气流也可能对风扇传动系统造成问题。在直接驱动轴流风扇中，电机暴露在气流中。在这些应用中可以使用密封电机，但它们往往更昂贵，并且如果密封失效，它们容易遭受昂贵的损坏。在轴流风扇中，皮带传动通过将电机从气流中移除来提供优势。在离心风扇中，颗粒物含量的影响较小，因为电机或滑轮可以位于风扇外壳之外，并通过轴封连接到叶轮。齿轮传动有时用于需要减速的应用，但由于接近或维护要求，使用皮带传动是不可行的。\n\n在易燃环境中，风扇通常由非铁合金制成，以最小化金属接触引起的火花风险。在某些应用中，风扇的某些组件可以由防火材料制造。在易燃环境中运行的风扇应该