本章風機是指通風機而言。由於通風機的工作壓力較低，其全壓不大於1500mmh2o,因此可以忽略氣體的壓縮性。這樣，在通風機的理論分析和特性研究中，氣體運動可以按不可壓縮流動處理。
這一近似使得通風機與水幫浦在基本原理、部件結構、引數描述、效能變化和工況調節等方面有很多的相同之處，在水幫浦的各相關內容中已作了論述。但是，由於流體物性的差異，使通風機和水幫浦在實際應用的某些方面有所不同，形成了通風機的一些特點。
第一節風機的分類與構造
一、 風機分類
1、按風機工作原理分類
按風機作用原理的不同，有葉片式風機與容機式風機兩種型別。葉片式是通過葉輪旋轉將能量傳遞給氣體；容積式是通過工作室容積週期性改變將能量傳遞給氣體 。兩種型別風機又分別具有不同型式。
離心式風機
葉片式風機軸流式風機
混流式風機
往復式風機
容積式風機
迴轉式風機
2、按風機工作壓力（全壓）大小分類
（1）風扇標準狀態下，風機額定壓力範圍為98pa(10 mmh2o）。此風機無機殼，又稱自由風扇，常用於建築物的通風換氣。
（2）通風機設計條件下，風機額定壓力範圍為98pa14710pa(1500 mmh2o)。一般風機均指通風機而言，也是本章所論述的風機。通風機是應用最為廣泛的風機。
空氣汙染治理、通風、空調等工程大多採用此類風機。
（3）鼓風機工作壓力範圍為14710pa196120pa。壓力較高，是汙水處理曝氣工藝中常用的裝置。
（4）壓縮機工作壓力範圍為196120pa，或氣體壓縮比大於3.5的風機，如常用的空氣壓縮機。
二、通風機分類
通風機通常也按工作壓力進行分類。
低壓風機980pa(100 mmh2o)
離心式風機中壓風機 980pa2942pa(300 mmh2o)
高壓風機 2942pa14710pa(1500 mmh2o）
通風機低壓風機 490pa(50 mmh2o）
軸流式風機
高壓風機 490pa4900pa(500 mmh2o）
三、離心式風機主要部件
離心風機的主要部件與離心幫浦類似。下面僅結合風機本身的特點進行論述。
1.葉輪
葉輪是離心幫浦風機傳遞能量的主要部件，它由前盤、後盤、葉片及輪轂等組成。葉片有後彎式、徑向式和前彎式（見離心幫浦葉片形狀，圖2—16），後彎式葉片形狀又分為機翼型、直板型和彎板型。葉輪前盤的形式有平直前盤、錐形前盤和弧形前盤三種，如圖4—1所示。
（a）平直前盤 (b)錐形前盤 (c)弧形前盤
圖4-1 前盤形式
2.集流器
將氣體引入葉輪的方式有兩種，一種是從大氣直接吸氣，稱為自由進氣；另一種是用吸風管或進氣箱進氣。不管哪一種進氣方式，都需要在葉輪前裝置進口集流器。集流器的作用是保證氣流能均勻地分布在葉輪入口斷面，達到進口所要求的速度值，並在氣流損失最小的情況下進入葉輪。
集流器形式有圓柱形，圓錐形，弧形，錐柱形和錐弧形等，如圖4-2所示。弧形，錐弧形效能好，被大型風機所採用以提高風機效率，高效風機基本上都採用錐弧形集流器。
(a)圓柱形 (b)圓錐形 (c)弧形 (d)錐柱形 (e)錐弧形
圖4-2 集流器形式
3.渦殼
渦殼作用是匯集葉輪出口氣流並引向風機出口，與此同時將氣流的一部分動能轉化為壓能。渦殼外形以對數螺旋線或阿基公尺德螺旋線最佳，具有最高效率。渦殼軸面為矩形，並且寬度不變。
渦殼出口處氣流速度仍然很大，為了有效利用氣流的能量，在渦殼出口裝擴壓器，由於渦殼出口氣流受慣性作用向葉輪旋轉方向偏斜，因此擴壓器一般作成沿偏斜方向擴大，其擴散角通常為6。～8。，如圖4-3所示。
離心風機渦殼出口部位有舌狀結構，一般稱為渦舌（圖4-3）。渦舌可以防止氣體在機殼內迴圈流動。一般有渦舌的風機效率，壓力均高於無舌的風機。
圖4-3 渦殼圖4-4 進氣箱
4.進氣箱
氣流進入集流器有三種方式。一種是自由進氣；另一種是吸風管進氣，該方式要求保證足夠長的軸向吸風管長度；再一種是進氣箱進氣，當吸風管在進口前需設彎管變向時，要求在集流器前裝設進氣箱進氣，以取代彎管進氣，可以改善進風的氣流狀況。進風箱見圖4-4所示。
進氣箱的形狀和尺寸將影響風機的效能，為了使進氣箱給風機提供良好的進氣條件，對其形狀和尺寸有一定要求。
（1）進氣箱的過流斷面應是逐漸收縮的，使氣流被加速後進入集流器。進氣箱底部應與進風口齊平，防止出現台階而產生渦流（見圖4-4）。
（2）進氣箱進口斷面面積與葉輪進口斷面面積之比不能太小，太小會使風機壓力和效率顯著下降，一般/≮1.5；最好應為/=1.25～2.0（見圖4-4）。
（3）進風箱與風機出風口的相對位置以90。為最佳，即進氣箱與出風口呈正交，而當兩者平行呈180。時，氣流狀況最差。
5.入口導葉
在離心式風機葉輪前的進口附近，設定一組可調節轉角的導葉（靜導葉），以進行風機執行的流量調節。這種導葉稱為入口導葉或入口導流器，或前導葉。常見的入口導葉有軸向導流器和簡易導流器兩種，如圖4-5所示。
入口導葉調節方式在離心風機中有廣泛的應用。
圖4-5 離心式風機的入口導流器
（a）軸向導流器結構示意圖b) 簡易導流器結構示意圖
1 入口導葉 2 葉輪進口風筒 3 入口導葉轉軸 4 導葉操作機構
四、離心風機結構型式
離心風機一般採用單級單吸或單級雙吸葉輪，且機組呈臥式布置。圖4-6所示為4-13.2（工程單位制為4-73）—11№16d型高效風機。
該風機為後彎式機翼型葉片，其最高效率可達93%，風量為17000～68000m3/h，風壓為600～7000pa，葉輪前盤採用弧形。風機進風口前裝有導流器，可進行入口導流器調節。
根據風機使用條件的要求不同，離心風機的出風口方向，規定了「左」或「右」的迴轉方向，每一迴轉方向分別有8種不同出風口位置，如圖4-7所示。另可補充15。、30。
、60。、75。、105。
、120。……角度。
圖4-6 4-13.2（4-73）—11№16d型風機
1 機殼 2 進風調節門 3 葉輪 4軸 5 進風口 6 軸承箱 7 地腳螺栓 8 聯軸器
9、10地腳螺釘 11 墊圈 12 螺栓及螺母 13 銘牌 14 電動機
圖4-7 出風口位置
五、軸流式風機
軸流式風機與軸流式水幫浦結構基本相同。有主軸、葉輪、集流器、導葉、機殼、動葉調節裝置、進氣箱和擴壓器等主要部件。軸流風機結構型式見圖4-8所示。
圖4-8 軸流式（通）風機結構示意圖（兩級葉輪）
1 進氣箱 2 葉輪 3 主軸承 4動葉調節裝置 5 擴壓器 6 軸 7 電動機
由於軸流式風機（包括軸流式幫浦）具有較大的輪彀，故可以在輪彀內裝設動葉調節機構。動葉調節機構有液壓式調節和機械式調節兩種型別。該機構可以調節葉輪葉片的安裝角，進行風機執行工況調節。
目前，國內外大型軸流風機與軸流幫浦都已實現了動葉可調。
導葉是軸流式風機的重要部件，它可調整氣流通過葉輪前或葉輪後的流動方向，使氣流
圖4-9 軸流幫浦與風機的基本型式
（a）單個葉輪機 (b) 單個葉輪後設定導葉 (c) 單個葉輪前設定導葉
(d) 單個葉輪前、後均設定導葉
以最小的損失獲得最大的能量；對於葉輪後的導葉，還有將旋轉運動的動能轉換為壓能的作
用。導葉設定如圖4-9所示。葉輪後設定導葉稱後導葉。後導葉設定在軸流風機和軸流幫浦中普遍採用。葉輪前設定導葉稱為前導葉。目前，中、小型軸流風機常採用前導葉裝置。在葉
輪前後均設定導葉是以上兩種型式的綜合，可轉動的前導葉還可進行工況調節。這種型式雖然工作效果好，但結構複雜，僅適用於軸流風機。
第二節離心風機效能曲線
離心風機效能曲線，即壓力、效率、功率與流量的關係曲線，與離心幫浦效能曲線的理論定性分析和實測效能曲線的討論是完全類似的。但是，由於流體的物理性質的差異，使得在實際應用中，離心風機的效能曲線與水幫浦有所不同。如離心風機的靜壓、靜壓效率曲線，離心風機的無量綱效能曲線，都在風機中有重要的應用。
一、風機的全壓與靜壓效能曲線
1、風機的全壓、靜壓和動壓
水幫浦揚程計算式是根據水幫浦進出口的能量關係，對單位重量液體所獲得的能量建立的關係式，即
h =（z-z）++（m）
對於水幫浦，（z-z）+。故在應用中，水幫浦的揚程即全壓等於靜壓，也就是水幫浦單位重量液體獲得的總能量可用壓能表示。
建立風機進出口的能量關係式，同氣體的位能(z-z)可以忽略，得到單位容積氣體所獲能量的表示式，即
n4—1)
即風機全壓等於風機出口全壓與進口全壓之差。風機進出口全壓分別等於各自的靜壓、與動壓、之和。式（1）適用於風機進出口不直接通大氣（即配置有吸風管和壓風管）的情況下，風機效能試驗的全壓計算公式。
該系統稱為風機的進出口聯合實驗裝置，是風機效能試驗所採用的三種不同實驗裝置之一。
風機的全壓是由靜壓和動壓兩部分組成。離心風機全壓值上限僅為1500mm（14710pa），而出口流速可達30m/s左右；且流量（即出口流速）越大，全壓就越小。因此，風機出口動壓不能忽略，即全壓不等於靜壓。
例如，當送風管路動壓全部損失（即出口損失）的情況下，管路只能依靠靜壓工作。為此，離心風機引入了全壓、靜壓和動壓的概念。
風機的動壓定義為風機出口動壓，即
(n4—2）
風機的靜壓定義為風壓的全壓減去出口動壓，即
n4—3）
風機的全壓等於風機的靜壓與動壓之和，即
n4—4）
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