原標題：【HOT】一篇文章讓你全面了解羅茨鼓風機知識！
該文章羅列了包含羅茨鼓風機的原理及工作過程，羅茨鼓風機的風量計算方法，羅茨鼓風機的分類，羅茨鼓風機的主要特點，羅茨鼓風機的應用范圍，羅茨鼓風機的基本結構，羅茨鼓風機的安裝及注意事項，羅茨鼓風機的使用操作等知識。
羅茨鼓風機的原理及工作過程
羅茨鼓風機為容積式風機，輸送的風量與轉數成比例，二葉型葉輪每轉動一次由1個葉輪進行1次吸、排氣。風機2根軸上的葉輪與橢圓形殼體內孔面，葉輪端面和風機前后端蓋之間及風機葉輪之間者始終保持微小的間隙，在同步齒輪的帶動下風從風機進風口沿殼體內壁輸送到排出的一側。風機內腔不需要潤滑油，結構簡單，運轉平穩，性能穩定，適應多種用途，已運用于廣泛的領域。作為風機核心部件的葉輪轉子，其發展趨勢在很大程度上決定了風機的發展。風機轉子的加工精度直接影響風機的使用性能；風機轉子加工過程中中心不對稱直接影響風機的使用壽命；風機轉子加工表面質量和轉子輪廓曲面質量直接影響風機工作噪聲。
其工作原理是利用兩個或者三個葉形轉子在氣缸內作相對運動來壓縮和輸送氣體的回轉壓縮機。其工作原理如下圖：
羅茨鼓風機的風量計算方法
羅茨風機的理論風量為
，式中
為轉子在垂直位置時與機殼內壁所包圍的面積，計算中近似取它等于轉子運動所描繪的面積
／4的1／3，
＝l／3
／4＝
／12。因而，得出理論風量為
＝4
)／12＝1／3
由于轉子與轉于間、轉子與機殼間有縫隙存在，空氣將會漏回至吸風側，因而實際輸氣量小于理論風量，即
D——腰形轉子直徑．即轉子兩頂點間距離，mm；
L——腰形轉子的長度，mm；
n——轉子轉數，rpm；
——容積效率，一般
=0.75-0.85。
從理論分析可知，只要電動機能帶及動，鼓風機就可在任何壓強下工作。但是，如出風口與進風口壓強相差過大，就會有大量空氣經間隙漏回至進口，導致羅茨鼓風機效率降低；同時，轉速過高，也可能引起機器振動而縮短壽命，故出風口壓強不宜過高。國產羅茨鼓風機的靜壓在19620～Pa之間，風量在0．25－250m3／min(在標準狀態下)，一般轉速有580、730、960及1450r/pm。取鼓風機進、出口斷面，列出包含有羅茨鼓風機機械能的方程，就可得出能量與氣體熱力學過程有關。
羅茨鼓風機的分類
由于工作方式不同，羅茨鼓風機(真空泵)有單級與雙級、干式與濕式之分。
(1)單級與雙級。只有一個壓縮級的鼓風機(真空泵)，稱為單級鼓風機(真空泵)。將兩臺單級鼓風機(真空泵)串聯起來，對氣體連續進行兩次壓縮，即為雙級鼓風機(真空泵)。
(2)干式與濕式。鼓風機一般作干式輸送，真空泵有干式和濕式兩種情況。所謂濕式真空泵，就是從泵的進氣口向機殼內注人少量的水，通過水分與氣體混合，吸收氣體壓縮過程中產生的熱量;同時利用水對機殼內部間隙進行密封，減少氣體經過間隙的泄漏。因此，注入的水既稱冷卻水，又稱密封水。
此外，還有下列各種分類方法:按葉輪頭數分，有兩葉鼓風機和三葉鼓風機。按密封型式分，有迷宮密封、漲圈密封、填料密封和機械密封等各種型式的鼓風機。按冷卻方式分，有空冷鼓風機、水冷鼓風機和逆流冷卻鼓風機等。按結構型式分，有立式鼓風機、臥式鼓風機、豎軸式鼓風機、密集成組型風機等。按傳動方式分，有直聯鼓風機、帶聯鼓風機等。按介質種類分，有空氣鼓風機、煤氣鼓風機、氫氣鼓風機、二氧化硫鼓風機等。還可按用途分，如立窯鼓風機、氣化鼓風機、曝氣鼓風機等。
羅茨鼓風機的主要特點
與其他類型的氣體壓縮機械比較，羅茨鼓風機具有下述特點:
(1)由于是容積式鼓風機，因而具有強制輸氣特征。在轉速一定的條件下，流量也一定(隨壓力的變化很小)。即使在小流量區域，也不會像離心式鼓風機那樣發生喘振現象，具有比較穩定的工作特性。
(2)作為回轉式機械，沒有往復運動機構，沒有氣閥，易損件少，因此使用壽命長，并且動平衡性好，能以較高的速度運轉，不需要重型基礎。運轉一周有多次吸、排氣，相對于活塞式壓縮機而言，氣流速度比較均勻，不必設置儲氣罐。
(3)葉輪之間、葉輪與機殼及墻板之間具有間隙，運轉時不像螺桿式和滑片式壓縮機那樣需要注油潤滑，因此可以保證輸送的氣體不含油，也不需要使用氣一油分離器等輔助設備。由于存在間隙及沒有氣閥，輸送含粉塵或帶液滴的氣體時也比較安全。
(4)無內壓縮過程，理論上比那些有內壓縮過程的鼓風機要多耗壓縮功。但除同步齒輪和軸承外，不存在其他的機械摩擦，因此機械效率高。特別是大型羅茨鼓風機，容積效率高，絕熱效率也比較高。
此外，羅茨鼓風機還具有結構簡單、制造容易、操作方便、維修周期長等優點。其缺點是:①無內壓縮過程，絕熱效率較高(小機型偏低);②由于間隙的存在，造成氣體泄漏，且泄漏流量隨升壓或壓力比增大而增加，因而限制了鼓風機向高壓方向的發展;③由于進、排氣脈動和回流沖擊的影響，氣體動力性噪聲較大。
羅茨鼓風機的應用范圍
作為一種典型的氣體增壓與輸送機械，羅茨鼓風機在其特定壓力區域內具有廣泛的適用特性。其流量通常為0. 5 – 80 /min，單級工作壓力為53.3—98kPa。雙級串聯時，鼓風機正壓可達196kPa，真空泵負壓可達80kPa。采用逆流冷卻時，單級正壓可達156.8kPa，負壓可達78.4kPa。
下圖是錦工羅茨鼓風機性能參數表：
就應用而言，羅茨鼓風機大多作空氣鼓風機使用，其用途遍布建材、電力、冶煉、化工與石油化工、礦山、港口、輕紡、郵電、食品、造紙、水產養殖和污水處理等許多領域。采用氣密性好的密封裝置時，也可用來輸送空氣之外的氣體，如氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、二氧化硫、甲烷、乙炔、煤氣等。另外，在醫藥、食品、化工和石油化工等部門，羅茨鼓風機通常用作各種低壓氣力輸送系統的氣源機械。
羅茨鼓風機的基本結構
鼓風機的主要零部件有機殼、墻板、轉子、同步齒輪、軸承及密封件等。
1.機殼
機殼為截面呈橢圓形的缸體，一般由高強度鑄鐵制成，輸送腐蝕性氣體時可采用不銹鋼制造。缸體上設有進、排氣孔口，外部鑄有加強筋和安裝腳，大多為整體結構。也有些大尺寸機殼采用水平中分結構，上、下殼體之間采用銷釘定位。
2.墻板
在機殼與主、副油箱之間設有墻板。其作用一是作為端蓋，將機殼兩端封閉起來;二是作為支座，將轉子兩端支承起來。靠近軸伸端的稱為前墻板，另一端的稱為后墻板。有的墻板上配有側板，裝配時將側板嵌人機殼端口，可滿足轉子徑向定位的要求;工作時即使發生磨損，也只需要更換側板，而不至于讓整塊墻板報廢。墻板一般為高強度鑄鐵制件。輸送腐蝕性氣體時，通常與機殼一樣，采用不銹鋼制造。
3.轉子
轉子通常由葉輪與軸經熱套或冷壓結合而成，有主動與從動之分。軸為優質碳素鋼或高強度合金鋼制件，從動軸相對較短。葉輪一般為高強度鑄鐵制件，必要時采用不銹鋼制造。小型轉子也可將葉輪與軸做成一個整體，采用高強度球墨鑄鐵鑄造。為減輕重量，往往將葉輪頭部做成空心結構。
轉子按葉輪頭數有兩葉與三葉之分，按葉輪形狀有直葉與扭曲葉片之分。兩葉轉子均為直葉，三葉轉子有直葉和扭曲葉片兩種形狀。就聲學性能而言，三葉優于兩葉，扭曲葉片優于直葉。但因加工條件所限，實際應用中以直葉轉子居多。
葉輪橫斷面的圖形稱為葉型，其輪廓線稱為型線。型線由一組特定曲線組合而成，通常按其中某段曲線的名稱給葉型命名。以兩葉轉子為例，圓弧線葉型、漸開線葉型及擺線葉型等常用葉型的型線特征。
4.同步齒輪
同步齒輪的作用，一是傳遞動力，二是確定兩葉輪間的間隙，保證兩轉子同步運轉。主、從動齒輪具有相同的嚙合參數，是一對傳動比等于1:1的圓柱齒輪。為了便于周向調整，從動齒輪大多由齒圈與輪轂組合而成。調整時，應按規定的旋轉方向進行旋轉。反向旋轉時，齒輪側隙將空置到齒槽的另一側去，主、從動葉輪之間的間隙將隨之發生變化。
齒輪有直齒、斜齒及人字齒等幾種齒型，材料一般為優質碳素鋼或高強度合金鋼。齒輪與軸、齒圈與輪毅之間為圓柱配合或錐度配合。采用圓柱配合時，在配合面間裝有起固定作用的平鍵。
5.軸承
就承載而言，主要是徑向載荷。當同步齒輪為直齒或人字齒時，不存在軸向力;采用斜齒輪時，會產生一定的軸向力，但載荷較小。常用軸承，有深溝球軸承、調心滾子軸承、角接觸球軸承及圓柱滾子軸承等型式。圓柱滾子軸承大多作承載軸承使用，其他幾種軸承既可承載，也可對轉子起軸向定位作用。
6，密封
密封的目的，主要是防止氣體和潤滑油泄漏。密封的好壞，在一定程度上能反映產品設計制造水平的高低和使用性能的優劣。特別是在輸送易燃、易爆或有毒氣體時，密封是關系到鼓風機能否安全運行的關鍵因素。
密封分為兩大類。一類是固定部位的密封，如墻板與機殼之間、墻板與油箱之間以及軸承壓蓋與軸承座之間的密封，稱為靜密封;另一類是運動部位的密封，如軸端部位、軸承座尾部及軸伸部位的密封，稱為動密封(或軸密封)。靜密封結構簡單，一般為橡膠石棉板、O形密封圈等。軸密封結構較為復雜，常用的有迷宮密封、骨架油封組、漲圈密封、填料密封和機械密封等型式。
羅茨鼓風機的安裝及注意事項
羅茨鼓風機由于是高速運轉的機器，所以會產生震動，又由于其內部空氣的脈動左右，也加大了羅茨鼓風機的震動，所以羅茨鼓風機的安裝時需要固定在地面上的。注意事項：
1、不應把風機安裝在人經常出入的場所，以防受傷和燙傷。
2、不應把風機安裝在易產生易燃、易爆及腐蝕性氣體的場所，以防火災和中毒等事故。
3、根據進排氣口方向和維修需要，基礎面四周應留有適當寬裕的空間。
4、風機安裝時，應察看地基是否牢固，表面是否平整，地基是否高出地面等。
5、風機室外配置時，應設置防雨棚。
6、風機在不大于40℃的環境溫度下可長期使用，超過40℃時，應安裝排氣扇等降溫措施，以提高風機使用壽命。
7、當輸送空氣沼氣天然氣等介質，其含塵量一般不應超過100mg/m3。
羅茨鼓風機的調試
1、檢查各部位的緊固情況及定位銷是否有松動現象。
2、鼓風機機體內部無漏油現象。
3、鼓風機機體內部不能有結垢、生銹和剝落現象存在。
4、注意潤滑和散熱情況是否正常，注意潤滑油的質量，經常傾聽鼓風機運行有無雜聲，注意機組是否在不符合規定的工況下運行，并注意定期加黃油。
5、鼓風機的過載，有時不是立即顯示出來的，所以要注意進、排氣壓力，軸承溫度和電動機電流的增加趨勢，來判斷機器是否運行正常。
6、拆卸機器前，應對機器各配合尺寸進行測量，做好記錄，并在零部件上做好標記，以保證裝配后維持原來配合要求。
7、新機器或大修后的鼓風機，油箱應加以清洗，并按使用步驟投入運行，建議運行8小時后更換全部潤滑油。
8、維護檢修應按具體使用情況擬訂合理的維修制度，按期進行，并作好記錄，建議每年大修一次，并更換軸承和有關易損件。
9、鼓風機大修建議由專業維修人員進行檢修。
羅茨鼓風機的運行檢查
1、開機前檢查：
（1）檢查螺栓、螺母的連接松緊情況。
（2）檢查潤滑狀況，使油面處于油標中心位置。
（3）檢查皮帶張力和皮帶輪偏正。
（4）檢查電源的電壓和頻率；
（5）檢查各儀表是否正常，如有異常及時通知維修人員更換。
（6）將管道上的主閥門、需要運行的風機出口閥門打開，其它未運行的風機出口閥門處于“關閉”狀態，避免風機超負荷運轉，機器受損。
2、開機中檢查：
（1）如果需要風機運行“工頻”時，則只需要把電控箱上相應的鼓風機開關打到“工頻”檔，然后按下“啟動”按鈕即可，其他風機的開關和變頻器的開關打到“停止”，注意在按下“啟動” 按鈕之前一定要檢查一下運行的風機出口閥門是否打開，按下的“啟動” 按鈕的風機與實際運行的風機是否一致。
（2）如果需要風機運行“變頻”時，把變頻器的開關打倒“啟動”按鈕，然后把電控箱上相應的鼓風機開關打到“變頻”檔后即可，注意其他風機的開關處于“停止”，在把開關打到“變頻”檔之前一定要檢查一下運行的風機出口閥門是否打開，按下的“變頻” 按鈕的風機與實際運行的風機是否一致。
（3）待風機正常運轉后（一般需要1分鐘時間），然后將排氣閥慢慢的關閉，以免由于關閉過快，造成風機瞬時電流過大燒壞電機。
3、運行中檢查：
（1）調節接觸氧化池的進風口閥門，使之均勻曝氣；
（2）溶解氧控制在2～4mg/L（通過溶氧儀讀出）。
（3）運行初期由于潤滑油的粘滯而有噪音和電流過高的情況，運行10～20分鐘可自行消失。
（4）流量大小不能通過開關閥門來調整。該風機是容積形壓縮機，通過調整轉速來改變流量和軸功率；
（5）壓力表開關處于常閉狀態，如需測定壓力時可將壓力表開關打開。
（6）同一機型噪音也有差異，因為風機在機械室內的位置及配管情況不同會造成噪音的差異。
4、關機檢查：
（1）慢慢打開“排氣閥” 至全開。
（2）按下電控箱上的“停止”按鈕。
羅茨鼓風機的使用操作
1、應對風機各部件全面進行檢查，機件是否完整，各螺栓、螺母的連接松緊情況、各緊固件和定位銷的安裝質量、進排氣管道和閥門安裝質量等。
2、為了保證鼓風機安全運行，不允許承載管道、閥門、框架等外加負荷。
3、檢查鼓風機與電動機的找中、找正質量。
4、檢查機組的底座四周是否全部墊實，地腳螺栓是否緊固。
5、向油箱注入規定牌號之機械油至油位線之中。
6、檢查電動機轉向是否符合指向要求。
7、在皮帶輪（聯軸器）處應安裝皮帶罩（防護罩），以保證操作使用的安全。
8、全部打開鼓風機進、排氣口閥門，盤動風機轉子，應轉動靈活，無撞擊和磨擦等現象，確認一切正常情況下，方可啟動風機進行試運轉使用。
9、鼓風機空負荷試運轉
⑴新安裝或大修后的風機都應經過空負荷試運轉。
⑵羅茨鼓風機空負荷運轉的概念是：在進排氣口閥門全開的條件下投入運轉。
⑶沒有不正常的氣味或冒煙現象及碰撞或摩擦聲，軸承部位的徑向振動速度不大于6.3mm/s。
⑷空負荷運行30分鐘左右，如情況正常，即可投入帶負荷運轉，如發現運行不正常，進行檢查排除后仍需做空負荷試運轉。
10、鼓風機正常帶負荷持續運轉
⑴要求逐步緩慢地調節，帶上負荷直至額定負荷，不允許一次即調節至額定負荷。
⑵所謂額定負荷，系指進、排氣口之間的靜壓差，按銘牌上的標定壓力值。在排氣口壓力正常情況下，須注意進氣口的壓力變化，以免超負荷。
⑶風機正常工作中，嚴禁完全關閉進、排氣口閥門，應注意定期觀察壓力情況，超負荷時安全閥是否動作排氣，否則應及時調整安全閥，不準超負荷運行。
⑷由于羅茨鼓風機的特性，不允許將排氣口的氣體長時間地直接回流入鼓風機的進氣口（改變了進氣口的溫度），否則必將影響機器的安全，如需采取回流調節，則必須采用冷卻措施。
⑸要經常注意潤滑油的油量位置，定期檢查，并做好記錄，確保油量。可采用自動注入潤滑油的方式，進行羅茨風機的設備保養，如圖所示：
11、停車鼓風機不宜在滿負荷情況下突然停車，必須逐步卸負荷后再停車，以免損壞機器，關于緊急停車原則，用戶可另行擬訂細則。
12、 鼓風機的安全運行及使用壽命，取決于正確而經常地維護和保養，并應注意任何事故的苗子，除了要注意一般性維修規程外，對下述各點要著重注意。
羅茨鼓風機的故障及處理辦法
羅茨鼓風機的預防維護辦法
泵腔防腐保護
金屬腐蝕的形態，可分為全面（均勻）腐蝕和局部腐蝕兩大類。前者較均勻的發生在風機的全部表面，后者只是發生在局部。例如孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕破裂、腐蝕疲勞、氫腐蝕破裂、磨損腐蝕、脫層腐蝕等。特別是石油、化工行業以及海洋大氣環境尤為突出。
針對羅茨風機腐蝕的問題，更換設備部件是企業通常采用的方法，但設備受材質及加工工藝等方面的影響，普遍價值高，例如搪玻璃設備、聚四氟部件、鈦材等高值金屬材料等。采用高分子復合材料實施表面有機涂層防腐是有效的防腐蝕措施之一，目前國內應用較為成熟的有福世藍系列。表面粘涂保護可廣泛應用于磨蝕、氣蝕、腐蝕部位的修復和預保護涂層，其具有良好的耐化學性能及優異的力學性能和粘接性能，與傳統的壓力容器焊接修補相比，具有施工簡便、成本低、安全性能，修復效果好的特點。
轉子軸鍵槽損傷
因為受設備運行環境等因素的影響，羅茨風機經常出現軸頭、鍵槽磨損損壞現象，問題出現后，按照傳統方法要補焊或刷鍍后機加工修復。但是補焊高溫產生的熱應力無法完全消除，容易出現彎曲或斷裂；電刷鍍受涂層厚度限制，容易剝落。而且以上方法都是用金屬修復金屬，無法改變“硬對硬”的配合關系，在各種力的綜合作用下，仍會造成再次磨損。
采用高分子復合材料，可免機加工快速有效修復軸承室磨損。既無補焊熱應力影響，修復厚度也不受限制，同時產品所具有的金屬材料不具備的退讓性，吸收設備的沖擊震動，并且可使配合面100%接觸，避免了再次出現磨損的可能。
殼體裂紋治理
羅茨風機部件因鑄造、加工缺陷或內應力、超負荷運行等原因經常導致設備部件出現裂紋或斷裂現象，常規的修復方法是采用焊接。焊接常常會導致零件產生熱變形或熱應力，特別是薄壁件，而且有的零件材質是鑄鐵、鋁合金、鈦合金一類難焊材料。還有一些易于發生爆炸危險的場合，如石化行業等，更不易采用焊接修復方法。
油封漏油
由于羅茨風機運行過程中滲油嚴重，給安全生產帶來眾多弊端，傳統方法是需要長時間停機拆卸更換密封墊和處理結合面，在設備運行中想要實現有效的治理，傳統方法不可能實現。邁特雷超級密封劑&潤滑劑，具有超強的自潤滑性能，減小嚙合部位的間隙，有效緩解設備噪音及動密封部位的滲漏油問題。超級潤滑劑是一種油品添加劑，不會對油品造成污染或使油品變質，在不停機情況下給企業解決了生產中的安全隱患，為企業節約了高額的維修或更換成本。
溫度過高處理辦法
⑴ 油箱內油太多、太稠、太臟；
⑵ 過濾器或消聲器堵塞；
⑶ 壓力高于規定值；
⑷ 葉輪過度磨損，間隙大；
⑸ 通風不好，室內溫度高，造成進口溫度高；
⑹ 運轉速度太低，皮帶打滑。
⑴ 降低油位或重新加注牌號正確的；
⑵ 清除堵物；
⑶ 降低通過鼓風機的壓差；
⑷ 修復間隙；
⑸ 開設通風口，降低室溫；
⑹ 加大轉速，防止皮帶打滑。
羅茨鼓風機的節能減耗
節能
羅茨鼓風機的風壓是不受風機轉速限制的，不論轉速變化如何其風壓可以保持不變。而風量則與風機轉速成正比的，即Q=KN
Q：表示風量 N：表示風機轉速 K：為系數
從公式可知，風量調節，完全由變頻器改變電機頻率達到無級變速，起到調節風量的效果。根據現場應用工藝風機的最低頻15HZ，通常在35HZ左右，有個別時刻50HZ滿風量運行，由于立窯工藝基本是一致的，因此在不同的立窯風量調節量是基本相同的，凡立窯應用變頻技術都可以獲40%左右的節能效果。
羅茨鼓風機個恒轉矩負載，其節電率與轉速降成正比即N%=△N%，雖然不同于一般風機、水泵節電率更高，但因它的功率較大，而且只要爐墻不壞，是連續24小時工作的，并開動時間亦很長。因此節電潛力大，節電費用高。
羅茨鼓風機進行技術改造后，改變了過去以調節出口（進口）閥門開度方式來調節風壓或風量的生產方式，勞動強度減輕，調節的及時性好，提高了產品的合格率，單耗明顯下降。
減耗
羅茨鼓風機的安全運行及使用壽命，取決于是否經常正確地維護和保養，并應注意任何事故苗子，如果長時間的不使用三葉羅茨風機，就要切斷其機體上的所有電源，把其放置在一個通風干燥的地方，這樣就可以有效地避免機體在長期的不使用中而產生的生銹等現象。此外在羅茨風機的使用過程中要定期對其進行上油，只有這樣才能最大限度地保證三葉羅茨風機運轉的靈活性。
除了這樣做之外，平時還要注意以下幾點：
1. 檢查羅茨鼓風機各部位的緊固情況及定位銷是否松動現象，如有松動應抓緊固定。
2. 風機機體內部不能有結垢、生銹和剝落現象存在。防止機體內部有滲油現象。
3.拆卸機器時應對機器各配合尺寸進行測量，做好記錄，并在零部件上做好標記與方向，以保證裝配且能保持原來的配合要求。
4.羅茨風機的過載有時不是立刻顯示出來的，所以要注意進排氣壓力、軸承溫度和電機電流的變化，借以判斷機器是否運行正常。
5. 在正常條件情況下要求機組運行1000 小時必須更換潤滑油。 注意潤滑油冷卻情況是否正常，注意潤滑油的質量，經常傾聽羅茨鼓風機運行有無雜聲，注意機組是否在不符合規定工況下工作。
6. 新機器或大修后的羅茨風機，按使用步驟投入運行，建議運行8小時后更換全部潤滑油。日常保養很重要，小故障必須修復后再投入使用。
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與其他類型的氣體壓縮機械比較，羅茨風機具有下述優點：
（1）由于是容積式鼓風機，因而具有強制輸氣特征。在轉速-一定的條件下，流量也一定（隨壓力的變化很小）。即使在小流量區域，也不會像離心式鼓風機那樣發生喘振現象，具有比較穩定的工作特性。
（2）作為回轉式機械，沒有往復運動機構，沒有氣閥，易損件少，因此使用壽命長，并且動力平衡性好，能以較高的速度運轉，不需要重型基礎。運轉一周有多次吸、排氣，相對于活塞式壓縮機而言，氣流速度比較均勻，不必設置儲氣罐。
（3）葉輪之間、葉輪與機殼及墻板之間具有間隙，運轉時不像螺桿式和滑片式壓縮機那樣需要注油潤滑，因此可以保證輸送的氣體不含油，也不需要使用氣一油分離器等輔助設備。由于存在間隙及沒有氣閥，輸送含粉塵或帶液滴的氣體時也比較安全。
（4）無內壓縮過程，理論上比那些有內壓縮過程的鼓風機要多耗壓縮功。但除同步齒輪和軸承外，不存在其他的機械摩擦，因此機械效率高。特別是大型羅茨鼓風機，容積效率高，全絕熱效率也比較高。此外，羅茨鼓風機還具有結構簡單、制造容易、操作方便、維修周期長等優點。
羅茨鼓風機的缺點是：
（1）無內壓縮過程，絕熱效率較低（小機型尤為偏低）；
（2）由于間隙的存在，造成氣體泄漏，且泄漏流量隨升壓或壓力比增大而增加，因而限制了鼓風機向高壓方向的發展；
（3）由于進、排氣脈動和回流沖擊的影響，氣體動力性噪聲較大。
2006年 鄭 州 大學 學 報 (工 學 版 ) Sep. 2006
第 27卷 JournalofZhengzhouUniversity(EngineeringScience) Vol.27 No.3
文章編號:1671一6833(2006)03一0059一04
大流且三葉羅茨風機的全絕熱效率及溫度特性分析
熊濱生’，熊安然“，李秀明3，陳江義’
(1.鄭州大學機械工程學院，河南鄭州;2.中原工學院電子信息學院，河南鄭州;3.鄭州大
學學報編輯部，河南鄭州)
摘 要:介紹了大流量三葉羅茨風機的容積效率、機械效率、理想羅茨的絕熱效率和全絕熱效率jad，對
風機的無逆流冷卻和有逆流冷卻的兩種溫度變化情況進行了比較分析.結合生產實例說明，羅茨風機容
積效率隨徑距比的變化，羅芙風機理想羅茨的絕熱效率、全絕熱效率，ad隨風機的壓力。比增加呈現的
下降趨勢，排氣溫度隨壓力比:增加呈現的上升趨勢規律.大流量三葉羅茨風機采用逆流冷卻極錦工降
低排氣溫度、減小回流沖擊噪聲.
關健詞:理想羅茨;全絕熱效率;排氣溫度;逆流冷卻
中圈分類號:TH48 文獻標識碼:A
調心滾子軸承、游動端安裝圓柱滾子軸承.同步齒
0 引言
輪采用6級精度硬齒面斜齒圓柱齒輪，整體淬火后
漸開線葉型三葉羅茨風機是由國外引進的一 磨齒.同步齒輪轉速975r/min，采用浸油潤滑.
種新型羅茨風機，具有運轉平穩，氣流脈動小、噪 1.1風機的容積效率
聲低等特點 在國內，大流量三葉羅茨風機已經成 三葉羅茨風機的容積效率
為生產中的關鍵設備，例如寶鋼煉鋼廠引進德國 71}=Qs/Qth (1)
KRUPPPOLYSIUS公司制造的投料系統POLDOS 式中:Q。為實際流量，m3/min;Q,h為理論流量，
中的大流量三葉羅茨風機川用于輸送用氣. m3/min.
大流量三葉羅茨風機的容積效率較高、機械 三葉羅茨風機工作時，在轉速 n和升壓△尸
功率損失小.其熱力學指標全絕熱效率、溫升、排 一定的情況下，容積效率，，與風機的多個設計參
氣溫度等是評價風機性能的重要指標.J.B. 數有關.容積效率，，與徑距比Rm/。的關系，如
RitchieJPatterson對影響全絕熱效率的內泄漏進 圖1所示.Rm/。增大，則容積效率1}相應提高，
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0引言漸開線葉型三葉羅茨風機是由國外引進的一種新型羅茨風機,具有運轉平穩,氣流脈動小、噪聲低等特點.在國內,大流量三葉羅茨風機已經成為生產中的關鍵設備,例如寶鋼煉鋼廠引進德國KRUPPPOLYSIUS公司制造的投料系統POLDOS中的大流量三葉羅茨風機[1]用于輸送用氣.大流量三葉羅茨風機的容積效率較高、機械功率損失小.其熱力學指標全絕熱效率、溫升、排氣溫度等是評價風機性能的重要指標.J.B.RitchieJPatterson對影響全絕熱效率的內泄漏進行研究[2],劉卉對采用逆流冷卻進行了試驗研究[3],筆者僅對容積效率、全絕熱效率及風機的溫度特性等與壓力比之間的相互關系及變化趨勢進行分析研究.1全絕熱效率風機的全絕熱效率ad考慮了風機的三部分效率,即容積效率c、機械效率m、理想羅茨的絕熱效率ad,th.大流量羅茨風機的容積效率較高,機械損失功率在軸功率中占的比例也小(特別是在升壓較高時,機械效率較高),全絕熱效率比中、小型風機的高.以鄭州某公司生產的80m3/min三葉羅茨風機為例進行分析,JS116-6電動機驅動,額定功率95kW.主、從動軸的固定端安裝雙列調心滾子軸承、游動端安裝圓柱滾子軸承.同步齒輪采用6級精度硬齒面斜齒圓柱齒輪,整體淬火后磨齒.同步齒輪轉速975r/min,采用浸油潤滑.1.1風機的容積效率三葉羅茨風機的容積效率v=Qs/Qth(1)式中:Qs為實際流量,m3/min;Qth為理論流量,m3/min.三葉羅茨風機工作時,在轉速n和升壓P一定的情況下,容積效率v與風機的多個設計參數有關.容積效率v與徑距比Rm/a的關系,如圖1所示.Rm/a增大,則容積效率v相應提高,面積利用系數也相應增大[4,5],如圖2所示.圖1容積效率與徑距比Fig.1Volumeefficiencyandradius-centerdistanceratio圖2面積利用系數與徑距比Fig.2Usedareafactorandradius-centerdistanceratio在不發生齒形干涉的前提下,采用較大的徑距比Rm/a、較大的面積利用系數,能夠有效提高羅茨風機的容積效率v.適當提高葉輪與機殼的加工精度,減小轉子間隙通流面積fi也可以提高容積效率v.同一規格的大容量風機,往往有兩種電動機轉速供用戶選擇,葉輪轉速較高則容積效率也較高.1.2理論功率與機械效率三葉羅茨風機的理論功率Nth與升壓值P、理論流量Qth有關.理論功率Nth加上同步齒輪的嚙合功率損耗、主動軸、從動軸的軸承功率損耗Nm,便得到軸功率Nsh.風機的理論功率Nth與軸功率Nsh隨壓力比、轉速n的升高呈線性增長.三葉羅茨風機的機械效率主要考慮主、從動軸的軸承效率、齒輪的嚙合效率以及攪油損失.機械效率m=Nth/Nsh(2)1.3理想羅茨的絕熱效率三葉羅茨風機的基圓容積與排氣口接通的瞬時,排氣口的高壓氣體迅速向基圓容積回流,使其內部壓力從Pi突然升高至Pd,然后氣體從排氣口排出.羅茨風機的壓縮為定容積壓縮,即氣體為不可壓縮流體,理想羅茨的功率為風機的理論功率Nth.氣體壓縮過程的氣體狀態變化為等熵絕熱過程,其理論絕熱壓縮功率為Nad,th.理想羅茨的絕熱效率ad,th隨壓力比增加呈下降趨勢,如圖3所示.ad,th=Nad,th/Nth(3)1.4全絕熱效率三葉羅茨風機的全絕熱效率ad為容積效率v、機械效率m、理想羅茨的絕熱效率ad,th乘積.ad=vmad,th(4)衡量風機的綜合指標全絕熱效率ad隨壓力比的變化,如圖4所示.圖3理想羅茨的絕熱效率與壓力比Fig.3IdealRoots
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