厨房排油烟风机选型设计及计算方法

一、通风机基础知识 通风机是用于输送气体的机械，从能量的观点来 ，它是把原动 机的机械能转变为气体能量的一种机械。 通常把产生的压力小于或等 于 14700Pa 以下者为通风机。按型式可分为:离心通风机、轴流通风 机、混流通风机。 二、通风机的主要性能参数 流量、 压力、 转速 、 功率及效率是表示通风机性能的主要参数， 称为通风机的性能参数。 流量:单位时间内流经通风机的气体容积， 称为流量(又称风量)。 常用单位为 m3/s(米 3/秒)、m3/min(米 3/分钟)、m3/h(米 3/小时)。 压力:通风机的压力是指升压(相对于大气的压力)，即气体在通 风机内压力的升高值，或者说是通风机进出口处气体压力之差。 它有 静压、动压、全压之分。性能参数是指通风机的全压(它等于通风机 出口与进口全压之差)。单拉为 Pa(帕斯卡)。 转速 :通风机转子旋转速度的快慢将直接影响通风机的流量、 压 力、效率。单位为每分钟转数即 rpm。 轴功率:驱动通风机所需要的功率 N 称为轴功率，或者说是单位 时间内传递给通风机轴有能量，单位为kw(千瓦)。 效率:通风机在把原动机的机械能传给气体的过程中，要克服各 种损失，其中只有一部分是有用功。常用效率来反映损失的大小，效 率高，即损失小。从不同的角度出发有不同效率。 三、风机与系统的匹配基本原理、常见问题及原因分析 系统:空气系统简单地说，包括风机及与其进口或出口或两者都 连接的管路。较为复杂的空气系统包括风机、管网、空气控制调节风 门、冷却管、加热管、过滤器、扩散器、消声器和导向叶片等。风机 是本系内给气体以能量， 用以克服其它部件的流动阻力的一个组成部 分。 系统与风机匹配的基本原理:每个空气系统对气流都有一个流动 阻力和附加阻力，如果已精确地确定系统阻力,并提供了理想的进出 口工况;当空气系统设定一个流量 QA 时， 那么选择风机时的压力就必 须达到满足系统阻力的要求， 当风机安装在系统时，风机所产生的全 压的一部分即静压用于克服管网系统的阻力， 全压的其余部分消耗在 气流从管网出口时所具有的动能上;风机会产生设计流量 QA。 (如图 1 所示)。如果没有精确地计算系统阻力或进出口工况不理想，那么就 不能得到理想的设计性能(如图 2 所示);当系统阻力大于设计压力 P 时，风机的实际流量小于设计流量，达不设计要求;当系统阻力小于 设计压力 P 时，风机的实际流量大于设计流量，超出设计要求;风机 的电机会有超载运行的危险。 四、厨房排油烟风机选型知识 1、厨房抽油烟风量的确定: (1)、 以厨房的炒炉炉头数和蒸柜数量计算风量:一般每个炒炉炉 头和蒸柜数量取 2000-2500m3/h 计算。 例:厨房的炒炉炉头数为:4 个和蒸柜数量:2 个。 风机的抽风量为:Q=(4+2)×2500=15000m3/h (2)、 以烟罩的长度计算风量:一般每米烟罩取 2000-2500m3/h 计 算。 例:厨房烟罩总长度为 5 米。 风机的抽风量为:Q=5×2500=12500m3/h 2、主风管风速的确定: 风管风速既要考虑系统的运行费用， 又要考虑不要因风速太大而 对周围的环境产生噪声干扰，抽油烟风管风速一般取10-15m/s。 3 风管断面形状的选择 风管断面形状有圆形和矩形两种。两者相比:在相同断面积时， 圆形风管的阻力小;材料省， 强度较大;圆形风管直径较小时比较容易 制造。但圆形管件的放样、 制作较矩形风管困难，布置时不易与建筑 结构配合，明装时不易布置美观。建议直径断面积≤0.07m2(即直径 ≤300mm)时选用圆形断面，直径断面积＞0.07m2 时选用矩形断面。 矩形风管宽高比最大为 8:1。但自 1:1 到 8:1 的表面积要增加 60%。因此设计风管时，除特殊情况外，宽高比愈接近于 1 愈好，可 以节省动力及制造和安装费用。适宜的宽高比在3 以下。 4、烟罩吸口的位置和尺寸的确定 烟罩吸口的位置应设置在炒炉的正上方， 考虑吸风口的风速与主 风管的风速相等，故烟罩吸口的长宽尺寸一般设置为:300×300mm， 最大不能超过:400×300mm。 5、风机与风管安装的注意事项 (1)通风机与风管连接，在通风机进风口两倍叶轮直径长度范围 内不能有弯头或其它管道截面发生突然变化， 因通风机进风不顺畅而 会造成通风机的性能异常。 (2)通风机与风管连接，在通风机出风口两倍叶轮直径长度范围 内不能有弯头或其它管道截面发生突然变化， 会因在出风口处产生涡 流而引起管道阻力急剧增加而导致通风机的风量下降。 (3)通风机进出风口与风管连接有弯头时推荐连接方式。 6、抽油烟系统风管的阻力计算 风管内沿空气流动的阻力有两种， 一种是由于空气本身的粘滞性 及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力;另一种 是空气流经风管中的管件及设备时， 由于流速的大小和方向变化以及 产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。 a) 摩擦阻力：风管摩擦阻力用 Hm 表示，单位长度的摩擦阻力用 hm 表示，hm 称为比摩损。 摩擦阻力按下式计算:Hm=hmxL (mmH2O) 式中: L-风管的长度，单位:m。 hm-可直接由附图 1 比摩损图解图查出。 注:附图 1 比摩损图解图是按圆形风管得出的，为利用该图进行 矩风管计算，需先将矩形风管断面折算成相当的圆形风管直径， 即折 算成当量直径。再由此查得矩形风管的单位长度摩擦阻力。 矩形风管的当量直径:DV=2ab/(a+b) mm 式中:a-矩形风管的宽度，单位:mm。 b-矩形风管的高度，单位:mm。 b) 局部阻力：当空气流过断面变化的管件(如各种变径管、风管 进出口、阀门)、流向变化的管件(弯头)和流量变化的管件(如三通、 四通、风管的侧面送、排风口)都会产生局部阻力。 局部阻力按下式计算:Hju=ξυ2(ρ/2 ) ( Pa) 式中:ξ-局部阻力系数，可直接由附图 2 查出。 υ-计算局部阻力部份风管内的风速，单拉:m/s。 ρ-风管内的气体密度，一般取 1.2kg/m3。 7、厨房抽油烟系统的设计计算实例: 有一如下图所示的厨房抽油烟系统。 风管用钢板制造，输送蒸气 和油烟，气体温度为常温。 该系统釆用静电式油烟静化器，油烟静化 器的阻力为 250Pa。对该系统进行计算，确定主风管尺寸和选择风机 型号。 已知: 1、烟罩 8 米，共的 6 外炒炉，1 个蒸炉长度为 2 米。 2、静电式油烟静化器 1 个，油烟静化器的阻力为 250Pa。 3、风管总长度为:(8+50+25+3+35+50)=171 米。 4、连接风管共有 90 度弯头 3 个。 解: 1、确定抽风量 根 据 烟 罩 长 度 计 算 抽 风 量 ， 每 米 烟 罩 的 抽 风 量 取 值 为:Qi=2500m3/h 总抽风量:∑Q =8X2500=20000m3/h 2、确实风管风速 根据抽油烟风管风速一般取 v=8-15m/s 这里选取计算风速为:v=12 m/s 3、确定主风管尺寸 风管截面计算公式:A=Q/(3600v) m2 计算主风管尺寸 A=20000/(3600X12)=0.46m2 选用矩形风管:0.6X0.8=0.68m2