鼓风机在美国内战之前就已经存在了，但它们的操作有时仍被误解。实际上，鼓风机是一个相对简单的设备-当轴旋转时，叶轮在相反的方向旋转，彼此之间以及它们自己和壳体之间都有细微的间隙。
在鼓风机的应用中，可能最令人困惑，因此容易出错的领域是对实际立方英尺每分钟(ACFM)和标准立方英尺每分钟(SCFM)的理解。
工程师有时会在SCFM术语中指定流量，这意味着它必须转换为实际的现场条件。这可能会使指定鼓风机变得复杂。
图片1。鼓风机的四个叶瓣位置(图片由McKenna Engineering提供)风机基础知识
叶，或叶轮，旋转在四个位置在工作期间。在这个例子中，顶部叶瓣顺时针旋转，底部叶瓣逆时针旋转(图1)。当每个叶轮通过入口时，测量到的空气量被困在叶轮和机匣之间。当轴继续旋转时，这“口袋”的空气被输送到机匣周围的排放侧，在那里它被排出对抗压力在排放线。每当这个“口袋”被喷射到更高的压力时，就会产生脉冲。一袋空气被排出四次——每轴转一圈，或每个叶轮两次。因此，脉冲的频率是轴转速的四倍。
容积效率=实际排量/理论排量
方程1
有一个泄漏或“滑动”部件是机器效率低下的一部分。滑移取决于鼓风机的几何形状和排气压力。卸料压力越大，滑移量越大。
1磅每平方英寸(psi)滑动测试是鼓风机间隙的质量控制基准。在此测试中，鼓风机放电被切断，鼓风机以速度旋转，以实现放电上的每平方英寸1磅压力表(psig);该转速用于计算CFM的滑移率，可以用来推断更高压力下的滑移。
鼓风机的局限性
影响鼓风机效率的有以下几个方面:
温度上升:温升是进气温度与排气温度之差。根据气体定律，温度的升高主要是由压缩热引起的，加上鼓风机内部的效率低下和滑移，这是内部再循环和摩擦。
叶轮交替经历进气和排气温度，因此在平均温度下工作。外壳可以同时看到温度和环境温度。因此，它通常在比叶轮更低的温度下工作。由于这种差异，叶轮的变化速度与壳体减小内部间隙的速度不同。如果超过了最大温升，叶轮就会与机匣接触，导致故障。
排气温度:放电温度与温升不一致。如果开始时温度很高，上升幅度很小，仍然可能存在问题。润滑分解更快，碳形成导致轴承和齿轮的摩擦增加。最终，密封件会失效，零件会出现热变形，造成不对中、应力过大而因高温而失效。
机械的限制力矩是马力(hp)的函数，也是压力的函数。压力越高，齿轮上的扭矩负载就越高，从而导致过早磨损和故障。
压差:叶轮是简单的横梁。如果超过压力限制，叶轮将偏转到它们彼此接触或与壳体接触的点。
工作压力:与差压温度和排气温度类似，工作压力是进口压力加差压。即使差压在极限范围内，工作压力也可能被超过。例如高进口压力应用。
压缩机类型
以下是几种常见的压缩机类型:
压力比与泵一样，具有BETVICTOR体育官网高压比的低流量压缩机通常采用正排量设计。这并不是说离心机械不能达到高压比。在较重的气体中，有许多能使压力比达到100的多级离心机器。然而，在较低的流量值(旋转瓣和叶片:旋转机器在许多市场有强劲的需求。由于结构的原因，它们通常应用于处理空气或相对无害的混合气体的市场。这些鼓风机的压力比一般在2 ~ 2.5左右，滑片机的压力比在4左右。
往复活塞式往复活塞通常可以为低流量、高比应用提供解决方案。其中最简单的是便携式罐式空气压缩机。这些是单级装置，额定功率通常为100 psig，流量约为5至10 ACFM。
多缸往复:本机适用于要求较高压比的危险气体混合物。这包括压力比高于50的氢循环等比率。大多数大型的冷却器在每一级之间都有中间冷却器，以便在气体进入下一级之前除去压缩热。
这些热交换器可以和机器一样大，安装在压缩机旁边。多级模型通常位于高出地面15或20英尺的夹层上，以容纳电机，这可以是一个大直径同步设计，以400或500 rpm运行。这些装置最常见的是在炼油厂和大型化工厂压缩工艺气体。
螺杆机:螺杆机在空气和燃气市场都有应用。该市场使用100至125 psig工业厂房空气机，提供在噪音外壳，通常在100至250马力之间。螺丝机可以用特氟龙涂层干燥螺丝转子或润滑。电子和航空航天设施坚持使用非常纯净的工厂空气，以避免制造过程中的污染。他们倾向于干螺旋技术。在世界各地的许多制造工厂的地下室里，仍有许多老式的往复式植物空气机在不停地敲打。
大型离心:这些压缩机在30,000- 100,000马力范围内的常规生产，可以处理从个位数到超过100的压力比，这取决于工艺变量。
特种气体隔膜:这些压缩机用于航空航天和气缸填充中的高压比奇异气体。它们将是50到100马力和达到500或更多的比率。它们最适合在非常高的压力下使用非常低的流量。
球迷:在气体处理光谱的另一端是风扇，这是低比率的机器。风机的额定水柱压力通常以英寸为单位，并根据应用的不同而有各种各样的设计。风扇在低压下产生大容量流量。
结论
压缩机有各种各样的尺寸、强度和设计，从一个应用到下一个应用没有相关性。与泵不同的是，随着经验的积累，泵的尺寸可视化或多或少会变得直观，而压缩机在最初处理上述尺寸过程时不会提供任何线索。
注意hps的广泛范围。同样要注意的是，对于具有相似压力比的机器，进口压力对hp的影响。记住，在相同的体积流量下，进口压力加倍，hp也加倍。压缩机专家可以帮助您进行正确的选择。
鼓风机的历史
和许多发明一样，鼓风机是偶然发现的。19世纪中期，罗茨兄弟(Roots Brothers)正在为他们的毛纺厂的机械运转水轮进行更好的设计。然而，水导致反向旋转的木制桨叶(或称叶轮)膨胀，导致设备卡住。其中一个兄弟强行旋转，一阵气流把他的帽子吹掉了。他们立刻认出了这种新机器——旋转鼓风机。
鼓风机于1860年获得专利。到1870年，鼓风机的主要用途是钢铁工业的铸造冲天炉和采矿业的竖井通风。其他早期用途包括曝气、气力输送和增压。
如今，鼓风机普遍应用于石油天然气、化工加工和废水处理。