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風(fēng)機(jī)是造風(fēng)、送風(fēng)的機(jī)械設(shè)備。風(fēng)有自然風(fēng)和人造風(fēng)之別。風(fēng)的能量和它的威力都很大。
錦工,可以將樹連根拔起,錦工在幾秒鐘內(nèi)制造的功率,可達(dá)到幾百萬千瓦之多。1978年4月10日,在中國新疆哈密西部的紅柳車站,一陣錦工使三節(jié)重4.4萬公斤的貨車,在一聲巨響中,玩具似的翻滾下了路基。至于沿海地區(qū)年年發(fā)生的臺風(fēng),它的威力和給人們造成的傷害就更大了。自然風(fēng)是 大氣層中空氣對流的一種現(xiàn)象,由于空氣的溫度和密度發(fā)生了變化,而產(chǎn)生壓力差,即是壓力高的空氣向低壓力區(qū)域流動而來的。風(fēng)含有的能量,叫做“風(fēng)能”。風(fēng)能和天然氣、石油、煤炭、水力、海洋能、太陽能、地?zé)嵋粯樱彩悄茉粗械囊环N。計(jì)算風(fēng)能大小的標(biāo)桿是“風(fēng)壓”,風(fēng)壓的大小與風(fēng)速的平方成正比,風(fēng)速大,風(fēng)壓亦大,風(fēng)速小,風(fēng)壓亦小。英國人蒲福于1905年,以風(fēng)速的大小做標(biāo)準(zhǔn),把“風(fēng)”分成以0~12級的13個等級,稱為“蒲福風(fēng)級”,每個風(fēng)級取有名字從低到高,即:靜風(fēng)、軟風(fēng)、輕風(fēng)、微風(fēng)、和風(fēng)、勁風(fēng)、強(qiáng)風(fēng)、錦工、烈風(fēng)、狂風(fēng)、暴風(fēng)、颶風(fēng)。該風(fēng)力等級很方便人們識別風(fēng)的大小,靜風(fēng)的風(fēng)速低于0.2m/s,颶風(fēng)的風(fēng)速在32.7~36.9m/s,這級風(fēng)有著非常大的摧毀力。1946年以來,風(fēng)力等級又增加到18個等級、從13~17級的風(fēng)速是可以用儀器測量。17級的風(fēng)速為36.1~61.2m/s。對于風(fēng)機(jī)來說,只要測出它的風(fēng)速是多少,就可計(jì)算這個風(fēng)機(jī)能造出幾級風(fēng)了。
一般三級自然風(fēng)就可推動風(fēng)車發(fā)出電來。科學(xué)家預(yù)測了一個數(shù)字:地球表面上所接受的太陽能中大約有1.5%~2.5%變成為大氣層中的風(fēng)力,在整個大氣層中的總風(fēng)力約為3億億kw,即全年大約有26萬億億kw·h的能量。可以用來發(fā)電的風(fēng)能又至少有10~100億kw之多,比全世界可利用的水力發(fā)電資源還要大出4倍;全世界每年燃燒煤所獲得的能量,也只有風(fēng)力在年內(nèi)所提供能量的三千分之一。
那么,人造風(fēng)的能力又如何呢 ?這就是本文要談的中心內(nèi)容。至于造風(fēng)的風(fēng)機(jī)又是怎樣產(chǎn)出和發(fā)展的呢?下面就來追蹤溯源。
在商代、西周之前,我國人民就發(fā)明了一種強(qiáng)制送風(fēng)的工具,名叫風(fēng)箱,主要用于冶鑄業(yè)。4800年以前,我國就能制造青銅器 —— 銅刀;商代早期的銅爵,有的壁厚僅2mm;商代中期已使用錫青銅和鉛青銅兩種合金,能鑄造重80kg的大鼎.商代后期,青銅冶鑄業(yè)臻于鼎盛.我國早在春秋時代就已發(fā)明了鑄鐵技術(shù)。公元前14至前11世紀(jì)的殷代時期,已開始運(yùn)用了退火處理的熱處理技術(shù)。在商代中朝,公元前14世紀(jì),我國用隕鐵制造武器,已采用了加熱鍛造工藝,所有這些工藝技術(shù)的發(fā)明、創(chuàng)造和用之于生產(chǎn),都和送風(fēng)工具風(fēng)箱分不開的。
洛陽出土的西周鑄爐壁殘塊上已發(fā)現(xiàn)有通風(fēng)口,依時代不同,風(fēng)箱的部件結(jié)構(gòu)也不盡相同。早期是用牛皮或馬皮制成的一種皮囊,古時稱之為橐。外接風(fēng)管,利用皮囊的脹縮來實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)。最初是單囊作業(yè),在山東滕縣出土的漢代冶鐵畫像中可看出它的操作情形。
在戰(zhàn)國時期或者更早些時,我國出現(xiàn)了多橐并聯(lián)或串聯(lián)的裝置,漢代稱之為“排橐”。北寧時期又發(fā)明了木風(fēng)扇。從元代王禎于1313年所著《農(nóng)書》中的臥式水排圖和《熬波圖》來看,它的外形好像一個木箱,是利甩箱蓋啟閉來實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)的。
明代宋應(yīng)星的科技名著《天工開物》中記載有木風(fēng)箱,它是古老的活塞式鼓風(fēng)機(jī),一直沿用至今,可稱之為現(xiàn)代往復(fù)式壓縮機(jī)的鼻祖。木風(fēng)箱兩端各設(shè)有一個進(jìn)風(fēng)口,口上設(shè)有活瓣。箱側(cè)設(shè)有一風(fēng)道,風(fēng)道側(cè)端各設(shè)一個出風(fēng)口,口上亦裝有活瓣。通過伸出箱外的桿,驅(qū)動活塞往復(fù)運(yùn)動,促使活瓣一啟一閉,以達(dá)到鼓風(fēng)的目的。木風(fēng)箱的動力有人力和水力等。
“水排”是古代以水力推動的冶鑄鼓風(fēng)裝置。相傳是東漢(公元25~221年)初年南陽太守杜詩所發(fā)明的。在他之前,像冶鑄爐鼓風(fēng)的動力主要是人力和畜力。水排工作部件隨著時代的不同經(jīng)歷了皮囊、木風(fēng)扇、木風(fēng)箱階段。元代水排分臥輪式和主輪式兩種,是依靠連把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線往復(fù)運(yùn)動的一種機(jī)器。
歐洲水力鼓風(fēng)機(jī)大約發(fā)明于12世紀(jì),對14世紀(jì)歐洲生鐵的出現(xiàn)起到了促進(jìn)作用.
中國發(fā)明的簡單的木制礱谷風(fēng)車,在南方沿用至今。它有一個等寬像現(xiàn)代多葉離心通風(fēng)機(jī)機(jī)殼那樣的木板風(fēng)箱,上面有可放進(jìn)谷子的方形口,左水平前面有方口,木輪子置于風(fēng)箱中,輪子木軸伸出,裝有搖把,靠搖把下側(cè)設(shè)有斜口,輪子前后與風(fēng)箱均有空隙可進(jìn)空氣。當(dāng)手搖動輪子時,將谷子由上口倒進(jìn),由于輪子對由輪子與風(fēng)箱之空隙進(jìn)去的空氣做功,提高了氣體壓力,將谷殼和稻草末由前方口吹送出去,谷子因?yàn)楸戎卮螅陀勺笙聜?cè)斜口流到谷袋里。這種木質(zhì)礱谷風(fēng)車也就是現(xiàn)代離心通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的鼻祖。
還有,螺旋槳式風(fēng)車在我國古代也早有創(chuàng)造和應(yīng)用,它又是軸流式風(fēng)機(jī)的鼻祖。
歐洲工業(yè)革命時期,蒸汽機(jī)車的出現(xiàn),鋼鐵工業(yè)、煤炭工業(yè)的突飛猛進(jìn),通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)也就隨波逐流地發(fā)展起來了。有的國家的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品隨著鋼鐵產(chǎn)量的起落而起落;有的國家的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品則又隨著石油、石油化工產(chǎn)品的產(chǎn)量的升降而升降。
1862年,英國圭貝爾發(fā)明了離心通風(fēng)機(jī),其葉輪、機(jī)殼為同心圓型,機(jī)殼用磚制,木制葉輪采用后向直葉片,效率為40%左右,主要用于礦山通風(fēng)。1880年,設(shè)計(jì)出用于礦井排送風(fēng)的蝸形機(jī)殼和后向彎曲葉片的離心通風(fēng)機(jī),結(jié)構(gòu)比較完善。1898年,愛爾蘭人設(shè)計(jì)出前向葉片的西羅柯式離心通風(fēng)機(jī),并為各國廣泛采用。19世紀(jì),軸流通風(fēng)機(jī)已應(yīng)用于礦井通風(fēng)和冶金工業(yè)的鼓風(fēng),但壓力僅為100~300Pa,效率僅為15%~25%。這種通風(fēng)機(jī),直到20世紀(jì)40年代以后才得到較快的發(fā)展。1935年,德國首先采 用軸流等壓通風(fēng)機(jī)作為鍋爐通風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。 1948年,丹麥制成運(yùn)行中動葉可調(diào)的軸流通風(fēng)機(jī)。對旋軸流通風(fēng)機(jī)、子午加速軸流通風(fēng)機(jī)、斜流通風(fēng)機(jī)和橫流通風(fēng)機(jī)也都獲得發(fā)展。
離心式壓縮機(jī)是在離心通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,20世紀(jì)出現(xiàn)了壓力比為4.5的離心壓縮機(jī)。50年代開始,離心壓縮機(jī)制造業(yè)在歐美的工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到發(fā)展。1963年,美國生產(chǎn)出第一臺合成氨廠用的14.7MPa高壓離心壓縮機(jī),采用筒型機(jī)殼代替水平剖分型機(jī)殼,又稱筒型壓縮機(jī),它能承受10MPa以上的壓力。70年代,美國、意大利和德國先后制成60~70MPa高壓筒型壓縮機(jī),筒體壁厚280mm。80年代初排氣壓力已達(dá)80MPa。離心壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速一般為每分鐘幾千轉(zhuǎn)以上,有的已達(dá)到25000轉(zhuǎn)以上。所需功率可達(dá)幾萬千瓦,流量已達(dá)10000m 3 /min。離心壓縮機(jī)的常規(guī)葉輪是以一維流動理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的,60年代開始應(yīng)用三維流動理論設(shè)計(jì)空間扭曲葉片,以改善葉輪級的性能。
軸流壓縮機(jī)也是在歐洲首先出現(xiàn)的。19世紀(jì)末,英國人帕森斯讓多級反動式汽輪機(jī)反向旋轉(zhuǎn),作為試驗(yàn)用軸流壓縮,但由于效率很低而不能實(shí)用。20世紀(jì)初,英國制造出第一臺軸流壓縮機(jī),效率仍不高。一直到30年代,由于航空事業(yè)的發(fā)展,開展了對軸流壓縮機(jī)氣體動力學(xué)理論研究和試驗(yàn)研究,效率才有顯著提高。亞音速級(氣流速度低于聲速)中壓力比不大,一般不超過1.3。為了提高級的壓力比和增大流量,人們研究跨聲速和超聲速壓縮機(jī),并已廣泛應(yīng)用于噴氣發(fā)動機(jī)等設(shè)備。(end)
對于初入風(fēng)機(jī)行業(yè)的朋友來說,羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心鼓風(fēng)機(jī)可能分不清,也不清楚他們的具體運(yùn)作形式,也不了解他們的結(jié)構(gòu)形式,下面錦工小編為大家進(jìn)行知識掃盲,(*^__^*) 嘻嘻……
1、羅茨鼓風(fēng)機(jī)與離心鼓風(fēng)機(jī)的定義
羅茨鼓風(fēng)機(jī)定義:羅茨鼓風(fēng)機(jī),也稱作羅茨風(fēng)機(jī),英文名Roots blower,系屬容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī),利用兩個或者三個葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)作相對運(yùn)動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。
離心鼓風(fēng)機(jī)的定義:離心風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能,提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械,它是一種從動的流體機(jī)械。
小結(jié):上面的概念摘自百度百科,對剛?cè)胄械呐笥褋碚f,可能和小編一樣,傻傻分不清,不知道到底是什么怎么回事,下面我來看下兩者的外貌情況!
2、羅茨鼓風(fēng)機(jī)與離心鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式
通過上面的圖,我們可以清晰的看清楚兩者之間存在的差異,結(jié)構(gòu)形式完全不同。想要清晰的了解兩者的差異,還是需要了解一下兩者的工作原理的。
3、羅茨鼓風(fēng)機(jī)與離心鼓風(fēng)機(jī)的工作原理
羅茨鼓風(fēng)機(jī)動態(tài)圖
離心鼓風(fēng)機(jī)
直接看動態(tài)圖,我們能夠看出兩者的都是在發(fā)動機(jī)的帶動下,帶動葉輪進(jìn)行空氣的輸送。既然都能輸送空氣,那為什么還需要將兩者分門別類呢?這就需要我們了解兩者的特性了,因結(jié)構(gòu)形式的不同,使得兩者產(chǎn)生了不同的獨(dú)有性質(zhì)。
4、羅茨鼓風(fēng)機(jī)與離心鼓風(fēng)機(jī)的性質(zhì)區(qū)別
離心鼓風(fēng)機(jī)可以輸送較大流量的氣體,對于壓力的要求不是很高,多以空氣流量為主,如果我們在安排使用時,需要客服一定的壓力,離心風(fēng)機(jī)的風(fēng)量會發(fā)生較大幅度的波動。如,污水曝氣,想要從污水池底部鼓入空氣,就必須要克服一定的水壓,因結(jié)構(gòu)形式的原因,離心鼓風(fēng)機(jī)在克服壓力方面性能不突出。而正是因?yàn)橛羞@樣的需求,羅茨鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,羅茨鼓風(fēng)機(jī)為恒流量風(fēng)機(jī),能夠克服一定的壓力,提供充足的氣體,在壓力匹配范圍內(nèi),羅茨鼓風(fēng)機(jī)的流量變化很小,這就適用了很多的工況條件,如:煤化工、脫硫、水產(chǎn)曝氣、污水曝氣等。
小結(jié):通過錦工風(fēng)機(jī)小編的如此講解,想必大家對羅茨鼓風(fēng)機(jī)和離心鼓風(fēng)機(jī)有了一定的了解,這里小編還需要補(bǔ)充一下,羅茨鼓風(fēng)機(jī)、離心鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有很多,產(chǎn)生差異化的原因是,工況信息的不同,很多廠家根據(jù)市場需求,不斷創(chuàng)新而得來,如:逆流冷卻羅茨鼓風(fēng)機(jī)、多級離心鼓風(fēng)機(jī)、高壓水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、高溫鍋爐引風(fēng)機(jī)等。錦工風(fēng)機(jī)專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī),如果您有什么采購問題,可以聯(lián)系我們的官方客服熱線
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渦輪增壓器和機(jī)械增壓器都是把空氣壓進(jìn)氣缸以產(chǎn)生高于大氣壓的壓力,提高發(fā)動機(jī)的功率輸出的裝置。
通常,發(fā)動機(jī)的輸出功率是由單位時間內(nèi)燒掉的混合氣來決定的,進(jìn)氣量增加,功率就增加,就是說,為了增加發(fā)動機(jī)的輸出功率,要么增加發(fā)動機(jī)的排量,或者是提高發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速,問題是如果發(fā)動機(jī)的排氣量增加,其重量也會增加。此外,運(yùn)動零件的摩擦損失、振動和噪音等因素也限制了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的提高。
增壓器是在不改變發(fā)動機(jī)排氣量的情況下,通過增加進(jìn)氣量解決了提高輸出功率和解決它與發(fā)動機(jī)輕量化、緊湊化之間的矛盾。
渦輪增壓器是被排氣所驅(qū)動,機(jī)械增壓器是被發(fā)動機(jī)所驅(qū)動。
渦輪增壓器和機(jī)械增壓器都是一種空氣泵,用來把空氣壓進(jìn)氣缸,增加進(jìn)氣的空氣質(zhì)量。一般發(fā)動機(jī)是利用活塞下行時產(chǎn)生的真空把空氣吸入氣缸。
由于渦輪增壓器或機(jī)械增壓器的作用,進(jìn)氣管內(nèi)產(chǎn)生比大氣壓高的壓力(增壓壓力),使進(jìn)氣在加壓下進(jìn)入氣缸。因此進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量增加。
1.概述
渦輪增壓器是一種利用排氣能量使渦輪高速旋轉(zhuǎn)的裝置。和渦輪同軸裝著泵輪,它旋轉(zhuǎn)時把空氣壓進(jìn)氣缸。從而達(dá)到了增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。排氣旁通閥和執(zhí)行器來防止增壓壓力升得太高,某些型號的渦輪增壓器裝配了中間冷卻器,以降低進(jìn)氣溫度,改善進(jìn)氣效率。
2.渦輪增壓器
渦輪增壓器包括渦輪殼體、壓縮殼體、中間殼體、渦輪、泵輪、全浮式軸承、排氣旁通閥和執(zhí)行器等。
3.渦輪和泵輪
渦輪和泵輪安裝在同一根軸上。來自排氣歧管的廢氣壓力使渦輪高速旋轉(zhuǎn),同軸上的泵輪跟著旋轉(zhuǎn),把進(jìn)氣壓入氣缸。
渦輪因直接受到排氣的沖擊,變得特別熱而且高速旋轉(zhuǎn),所以必須耐熱同時耐磨損。因此,渦輪用超耐熱的合金或陶瓷制成。
4.中間殼體
中間殼體通過軸支撐著渦輪和泵輪,中間殼體里有一個油道向軸和軸承提供潤滑和冷卻作用。另外,發(fā)動機(jī)冷卻液循環(huán)流過中間殼體內(nèi)的冷卻液通道,防止機(jī)油溫度升高及過早變質(zhì)。
5.全浮式軸承
因?yàn)闇u輪和泵輪的轉(zhuǎn)速在r/min以上,所以采用全浮式軸承以吸收軸的震動,同時潤滑軸和軸承。
全浮式軸承由機(jī)油冷卻,在軸和殼體之間自由旋轉(zhuǎn),減少了摩擦,因此軸可以高速旋轉(zhuǎn)。
機(jī)械增壓器采用皮帶與發(fā)動機(jī)曲軸皮帶輪連接(新型的增壓器帶有電磁離合器,可控制增壓器是否啟動)。利用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來帶動機(jī)械增壓器內(nèi)部葉片,以產(chǎn)生增壓空氣送入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管內(nèi),整體結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單,工作溫度界于70~100℃,不同于渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅(qū)動,必須接觸400~900℃的高溫廢氣,因此機(jī)械增壓系統(tǒng)對于冷卻系統(tǒng)、潤滑油脂的要求與自然吸氣式發(fā)動機(jī)相同,機(jī)件保養(yǎng)程序大同小異。由于機(jī)械增壓器采用皮帶驅(qū)動的特性,因此增壓器內(nèi)部葉片轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是完全同步的。
機(jī)械增壓器本質(zhì)上是一臺羅茨鼓風(fēng)機(jī),有兩個轉(zhuǎn)子或三個,每個轉(zhuǎn)子都扭轉(zhuǎn)一定的角度,以形成一個螺旋。這兩個或三個轉(zhuǎn)子都由發(fā)動機(jī)曲軸通過皮帶驅(qū)動,與廢氣系統(tǒng)不相干。
供給和機(jī)械增壓
壓縮機(jī)模塊(羅茨式增壓器)結(jié)構(gòu)
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許樹學(xué);馬國遠(yuǎn);趙博;劉中良;;帶補(bǔ)氣的羅茨式水蒸汽制冷壓縮機(jī)工作過程研究[A];走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年
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劉小民;高仁衡;盧軍;曹廷云;蘇俊收;;羅茨風(fēng)機(jī)振動噪聲數(shù)值研究[A];中國風(fēng)機(jī)學(xué)術(shù)論文集[C];2021年
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王傳順;;內(nèi)燃機(jī)技術(shù)與節(jié)能減排(汽車內(nèi)燃機(jī)及動力技術(shù)新進(jìn)展學(xué)習(xí)體會)[A];重慶汽車工程學(xué)會2008年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年
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馮華;羅茨式動力機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對工作性能的影響研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2021年
張國玉;新型氣體羅茨流量計(jì)的設(shè)計(jì)研究與數(shù)值模擬[D];中國計(jì)量大學(xué);2021年
韓晶雪;旋片—羅茨復(fù)合泵的開發(fā)設(shè)計(jì)及性能研究[D];東北大學(xué);2021年
聶桂國;雙螺桿機(jī)械增壓器振動噪聲分析與殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2021年
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本報記者 姚福泰;中國汽車內(nèi)燃機(jī)工業(yè)問題還很多[N];中國汽車報;2005年
記者 叢英奇;中瑞經(jīng)貿(mào)往來很有成效仍有空間[N];國際商報;2002年
記者 次仁羅布 扎巴貢覺;新雜·單增曲扎德吉措姆分別會見杰夫里·多布羅茨一行[N];西藏日報;2010年
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