如何优化扩散器以提高通风机的静压？

通风机出口的气流速度很大，动压很高。扩散器就是装于通风机出口的一个断面逐渐扩大的流道，其作用是回收部分动压，以提高通风机装置的静压。小型通风机一般自带扩散器；大、中型通风机的扩散器可由厂家提供，也可由用户根据实际使用条件和安装地点自行设计。

（一）扩散器性能分析

设通风机的全压为p，出口面积为Fd，则通风机的静压为

对抽出式通风系统，若不装扩散器，动压将损失在大气中，通风机装置的有效压力仅为pst。为提高装置的有效压力，需降低出口动压，当p、Q一定时，唯一的办法就是在通风机出口上装置扩散器，使系统的出口面积增大，以降低装置出口动压。但是，并非扩散器出口面积Fk越大越好，Fk越大，扩散器结构尺寸越大，且气流在扩散器中扩散损失越大。所以，结构合理的扩散器能以最小的损失达到最好的扩压效果。通常，扩散器出口速度小于10～12 m/s。

扩散器的扩压效果可用损失比εk来表示，即装置扩散器后的总损失与装置扩散器前的动能损失之比为

式中　εk——扩散器损失比，它是标志扩散器经济效果好坏的重要指标，εk值越小，说明扩散器的结构越合理，对于一个结构合理的扩散器，可使εk≈0.25～0.40。

Fd，Fk——扩散器进口（通风机出口）和出口的面积；

Δpk——扩散器内的压力损失，

式（9-6）可改写为

式中　ξk——扩散器的阻力系数；

n——扩散器面积比，通常取n=2.5～3.0。

1.装置扩散器后，通风机的静压

如果通风机的全压仍为p，则通风机装置扩散器后的静压为

因εk＜1，比较式（9-5）可知，装置扩散器后通风机的静压提高了。静压的增量为

也就是说，在通风机输送给空气的总能量p中，用于克服阻力的有效能量增加了Δpst。若通风网路阻力不变，通风网路所需的能量就会减少，从而达到节能的目的。

2.装置扩散器后，通风系统所需的全压为

将式（9-8）代入式（9-10）中，并利用式（9-7），可得

由此可见，装扩散器后风机装置的全压pz小于原风机的全压p。

（二）扩散器结构

一般离心式通风机配置的扩散器和轴流式通风机配置的扩散器是不同的。(www.xing528.com)

离心式通风机扩散器通常用钢板焊接而成，常用的有两侧面平行、断面形状为矩形的平面扩散器（图9-19）和断面为正方形的塔形扩散器（图9-20）。

图9-19　平面扩散器

图9-20　塔形扩散器

轴流式通风机扩散器由芯筒和外筒组成，结构形式随芯筒和外筒的形状不同而异。采用流线型芯筒的效率较高，但制造不及圆柱或圆锥形的简单。一般情况下，大型轴流式通风机扩散器的芯筒用钢板制成，多由厂家提供；外筒则由用户在安装时用混凝土浇筑而成。

为减少损失，扩散器的扩压度不宜过大。若将扩散器的过流通道换算成图9-21所示的当量圆锥，则当量扩散角为

图9-21　当量扩散器

式中　dd，dk——当量锥形扩散器进、出口直径，即

式中　θ——当量扩散角，通常取θ=10°～20°。

扩散器的阻力系数ξk一般由实验确定。当资料不全时，也可按渐扩流道近似计算。由流体学知，以进口速度为特性速度时，突然扩大流道的局部阻力系数为乘以小于1的系数K可得到扩散器的阻力系数为

系数K与当量扩散角θ的关系如表9-1所示。

表9-1　系数K与当量扩散角θ的关系

【例9-1】　塔形扩散器进口面积Fd=2.4 m2，扩散面积比n=3，长度L=4.5 m，试计算阻力系数ξk和损失比εk。

【解】　当量圆锥形扩散器进、出口直径分别为

当量扩散角

由表9-1按插值法求得K≈0.308，代入式（9-13）得

另有