风机泵功率与空气密度计算.doc

风机水泵轴功率的计算方法

1风机轴功率的计算
由原动机或传动装置传到风机轴上的功率，称为风机的轴功率，用P表示，单位为kW。

式中：Q---风机风量 （m3/s，Nm3/s）；
p---风机全压 (kg/m2)；
－风机效率；
“1/102” = g/1000----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换系数。
－传动装置效率；
（由于气体的体积受温度和压力的影响很大，所以风量分为体积流量（m3/s）和质量流量（Nm3/s），即所谓的“标准方”：指的是气体在摄氏0oC和标准大气压时的流量（体积）；这时的空气密度为1.293 kg/m3，当温度为摄氏80OC，压力为1大气压时空气密度可取为1 kg/m3，实际应通过理想气体状态方程进行温度和压力折算。用实测的风压“p”计算轴功率时，因为风压中已经包含了密度数据，所以不必考虑空气密度的变化。）
说明
（1）若风量的单位用“m3/h”， 风压的单位用“kg/m2”的话，则还要除以3600：

（2） 若风量的单位用“m3/s”，风压的单位用“MPa”的话，则：

（3）若风量的单位用“m3/h”，风压的单位用“MPa”的话，则还要除以3600：

（4）若风量的单位用“m3/s”，风压的单位用“kPa”的话，则:

（5）电动机容量选择：

－电动机效率

2水泵轴功率的计算
由原动机或传动装置传到水泵轴上的功率，称为水泵的轴功率，用P表示，单位为kW：

式中：Q---水泵风量 （m3/s）；
H---水泵扬程 (m, ,)；
---工质密度 （kg/m3）
－传动装置效率；
－水泵效率；
－电动机效率。
电动机容量选择：
式中：“1/102”＝g/1000----由kg.m/s 变换为kW 的单位变换系数。
说明：
（1）因为水的密度为1000 kg/m3 ,所以水泵轴功率的计算公式可以简化为：

（2）若流量的单位用“m3/h”， 扬程的单位用“m”的话，则还要除以3600：

电动机容量选择：
或：
（若流量的单位用“m3/s”）
3关于压强（压力）单位换算
（1）——法定计量单位： 帕（斯卡）Pa （ N/m2 牛顿/米2 ）；
1 MPa = 1,000,000 Pa
1 kPa = 1,000 Pa
1 hPa = 100 Pa
1 mPa = Pa/1000
（2）工 程 单 位 ： 公斤（千克） kg/cm2 ；
1 kg/cm2 = 10000 kg/m2
= 98000 Pa = 98 kPa = 0.098 MPa
即： 1 MPa = 10.2 kg/cm2
1 kg/cm2 = 10000 kg/m2 = 10 m水柱
= 10000 mm水柱
即：1 kg/m2 = 1 mm水柱
（3）大气压：
1 大气压等于760 mm 汞柱的压力，或10.336米水柱的压力；
1 大气压 ＝ 13.6 g /cm3 ×76cm = 1033.6g/cm2
～ 1kg/cm2 ；
1 大气压 ＝ 10336 kg/m2 = 101.3 kPa = 0.1013 Mpa
或： 1 MPa = 9.87 大气压
1大气压 = 1 bar (巴) = 1000 mbar (毫巴)
注 意： 各地的大气压是与当地的海拔高度有关的，因为大气的密度是随着海拔的升高而降低的。在海拔3000米以下，一般可以按海拔每升高12米，大气压强降低1mm 汞柱计算。如某地海拔高度为1800米，则当地的大气压强应下降150 mm 汞柱，约为82 kPa 。

风机功率计算

风机功率P（KW）计算公式
P=Q*p/（3600*1000*η0* η1）
Q—风量，m3/h；
p—风机的全风压，Pa；
η0—风机的内效率，一般取0.75-0.85，小风机取低值、大风机取高值;
η1—机械效率，1、风机与电机直联取1；2、联轴器联接取0.95-0.98；3、用三角皮带联接取0.9-0.95；4、用平皮带传动取0.85。
说明：
（1）应该根据风机出口的条件进行计算，先根据风机出口空气的温度和压力计算出风出口的实际流量。
（2）风机出口的温度与风机本身的设计有关，要咨询设备厂家，清楚项目需要的流量和扬程下风机出口的大概温度，但是这个温度不能与实际差较大，因为出口温度影响出口的实际流量。
（3）再根据风机的实际流量和风机的压升进行风机功率的计算，公式为：功率＝实际流量×压升/风机效/风机与电机连接方式的效率。
（4）罗茨风机的效率一般情况下为0.64；风机与电机连接方式的效率为：电动机直联传动为1，联轴器直联传动为0.98，三角皮带传动（滚动轴承）为0.95。

如何确定风机功率

1 选用的电机功率
N=（Q/3600）*P/（1000*η）*K
其中
风量Q单位为m3/h；
全压P单位为Pa；
功率N单位为kW；
η风机全压效率(按风机相关标准，全压效率不得低于0.7,实际估算效率可取小些,也可以取0.6,小风机取小值,大风机取大值)；
K为电机容量系数,参见下表。
（1）离心风机
功率KW        一般用        灰尘        高温
小于0.5        1.5        1.2        1.3
0.5-1      1.4               
1-2        1.3               
2-5      1.2               
大于5    1.1-1.15               
（2）轴流风机：1.05-1.1，小功率取大值,大功率取小值

风机常需用的计算公式
(简化，近似，一般情况下用)

1、风机轴功率

N=

N(轴功率)×K(电机贮备系数)=电机所需功率
注:0.8是风机效率,是一个变数,0.98是一个机械效率也是一个变数(A型为1,D、F型为0.98,C、B型为0.95)
2、风机全压：(未在标准情况下修正)      
P1=P2× 

式中:
P1=工况全压(Pa)、
P2=设计标准压力(或表中全压Pa)、
B=当地大气压(mmHg)、
T2=工况介质温度℃、
T1= 表中或未修正的设计温度℃、
760mmHg=在海拔0m,空气在20℃情况下的大气压。
2.1海拨高度换算当地大气压
    (760mmHg)－(海拨高度÷12.75)=当地大气压 (mmHg)
注:海拔高度在300m以下的可不修正。
    1mmH2O=9.8073Pa 
1mmHg=13.5951 mmH2O 
760 mmHg=10332.3117 mmH2O
2.2风机流量修正
0～1000m海拨高度时可不修正
1000～1500M海拨高度时加2%的流量；
1500～2500M海拨高度时加3%的流量；
2500M以上海拨高度时加5%的流量。

湿空气密度及含水量计算

1湿空气密度计算公式1
（《矿业安全与环保》2005.4期，P49-50）
ρ＝0.0034843（P-0.3779ФPS）/T
式中 ρ---湿空气密度，kg/m3；
P----湿空气的压力，Pa；
PS----吃饱穿暖和蒸汽压力，Pa；
Ф---湿空气的相对湿度，%；
T----湿空气的热力学温度，K。
当湿空气的相对湿度Ф=0时，上式计算结果为干空气的密度值。
当压力在80-121kPa，温度在0-40℃，相对湿度在35%-100%时，可使用如下简化式(<<煤炭科技>>2001.2期,P46-49)：
（1） ρ＝3.45843×10-3P/T
（2） ρ＝3.46×10-3P/T
（3） ρ＝3.483×10-3P/T
2、湿空气密度计算公式2

式中 ρw ——湿空气密度, kg/m3；
     ψ——空气相对湿度，%；
Pb——饱和水蒸汽压力，kPa(由表2-1-1确定)。
表2-1-1 不同温度下饱和水蒸汽压力
空气温度（℃）
饱和水蒸汽压力（Pa）
空气温度（℃）
饱和水蒸汽压力（Pa）
空气温度（℃）
饱和水蒸汽压力（Pa）
-20
128
8
1069.24
20
2333.1
-15
193.32
9
1143.9
21
2493.1
-10
287.98
10
1127.9
22
2639.8
-5
422.63
11
1311.89
23
2813.1
0
610.6
12
1402.55
24
2986.4
1
655.94
13
1497.21
25
3173.5
2
705.27
14
1598.9
26
3359.7
3
757.27
15
1706.2
27
3563.7
4
811.93
16
1818.5
28
3766.8
5
870.59
17
1933.2
29
4013
6
933.25
18
2066.5
30
4239.6
7
998.58
19
2199.3
31
4493

3、湿空气含水量

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