轴流风机
轴流风机（axial flow fan），又称为局部通风机，一种利用旋转叶轮将能量传递给气流，并输送气流或提高气流压能的送风机械。
20世纪30年代，丹麦和德国就开始试制火力发电厂锅炉用轴流风机，随着对能源需求的不断增长而不断发展。根据叶片的形状可分为可逆转的与不可逆转两种类型，根据用途可分为防爆风机、防腐风机、防爆防腐、专用轴流风机、普通风机等类型。他主要由叶轮、导叶、外壳、集流器、疏流罩和扩散器等零部件构成。工作时，气流沿轴向进入叶片的流道，气流在叶轮中的流动和在螺旋面上的流动相似，借助叶片的升力来获得压能，最后气流经后导叶沿轴向离开叶轮。不同于一般的风机，它的电机和风叶都在一个圆筒里，外形就是一个筒形，用于局部通风，安装方便，通风换气效果明显、安全，可以接风筒把风送到指定的区域，与离心风机比较，轴流风机流量大、压头低。多应用于煤矿、金属矿、有色金属电炉冶炼，退火炉内气体循环，啤酒生产线、窑炉内高温通风及高温气体输送等领域。
发展简介
20世纪30年代，丹麦和德国就开始试制火力发电厂锅炉用轴流风机。当时，研制成功的轴流风机叶轮上的叶片是固定的；1948年，丹麦诺文科风机公司，在世界上首先研制成功在运转中可以调节动叶片节距的伐列克斯（VARIAX）型轴流风机，这种轴流风机20世纪50年代在欧洲广泛采用；至20世纪70年代中叶，该厂共生产了930台伐列克斯型轴流风机。随着锅炉容量的增长，该公司研制了轮毂直径为2240毫米的超大型伐列克斯型风机，供120-130万千瓦机组使用。
40多年来，动叶可调轴流风机已在德国、法国、瑞典、美国、苏联、日本等国被广泛应用。1949年，西德就在电站锅炉上采用动叶可调或静叶可调的轴流风机作为送、引风机，后期几乎所有的大容量锅炉都采用轴流风机；20世纪60年代，法国投产的20台25万千瓦机组中，有19台是采用动叶可变节距轴流风机；20世纪60年代中叶，日本引进外国轴流风机先进技术，发展本国的轴流风机系列；20世纪60年代后期，苏联开始研制30-120万千瓦机组配套用的轴流风机系列；20世纪70年代初，美国电力工业开始吸取西欧各国的先进经验，转向采用动叶可变节距轴流风机， 先后引进其他国家轴流风机技术专利或自行研究设计制造轴流风机系列，并设立大型试验台，发展较快。从1974年到1975年，美国上述几家风机公司就接受了150多台轴流风机的订货，而且有继续增长的趋势。
中国的鼓风机厂引进丹麦诺文科（NOVENCO）公司、德国TLT公司、KKK公司等专利技术所生产的轴流风机，已能满足200、300MW及600MW机组火力发电厂锅炉对送引风机的要求。随着对能源需求的不断增长，电力工业的发展速度亦不断加快，大容量锅炉使用动叶可调轴流风机已成为发展的趋势。
工作原理
当叶轮在原动机的驱动下旋转时，气体通过进气室沿轴向被叶轮吸人。叶轮通过叶片将原动机的机械能传给气体，气体在叶轮中获得能量后流入导叶。进入导叶的气流主要是沿轴向运动，同时还伴有旋转运动。导叶将旋转的气流整流为轴向流动，将旋转运动的能量转换为压力能。随后气流通过扩压器和导流器进一步将动能转换为压力能，最后使具有较高能量的气流均匀的流出风机进入管道。于气体不断流出的同时，风机进口气体连续被吸人。
种类
轴流风机种类较多，有多种分类方式，根据布置形式可分为立式、卧式和倾斜式三种；根据轴流风机产生的风压不同可分为低压风机（风机全压小于500Pa），高压风机（风机全压大于等于500Pa）两种类型；根据尺寸可分为两种，小型低压轴流风机，由叶轮、机壳等部件组成，通常安装在建筑物的墙壁或天花板上；大型高压轴流风机，由叶轮、机壳和传动等部件组成。叶片均匀布置在轮毂上，数目一般为2~24。叶片越多，风压越高；叶片安装角一般为10°~45°，安装角越大，风量和风压越大；根据轴流风机的用途可分为防爆风机、防腐风机、防爆防腐、专用轴流风机、普通风机等类型。
组成部分
叶轮
叶轮是用来对流体作功提高流体能量的部件，是轴流风机中最关键的部件。它主要由叶片和轮毂组成，叶片多为机翼扭曲叶片，叶片与轮毂连接有多种方式，但总的原则叶片安装角要能调整，般调整范围在10~55°内；叶轮外径、轮毂比（即轮毂直径与叶轮外径之比）、叶片数、叶轮结构和叶片的叶型对风机的性能有着较大的影响，其值通过试验确定。对用作矿井主通风机的叶轮，现在一般要求风机反转时，返风量大于60%，并有较高的效率。
导叶
导叶根据叶轮与导叶的相对位置分为前导叶、中导叶和后导叶。在第一级叶轮前的导听叫前导叶，最后一级叶轮后的导叶叫后导叶，两级叶轮间的导叶叫中导叶，导叶的作用是确定流体通过叶轮前或后的流动方向，减少流体流动的能量损失，对于后导叶还有将叶轮出口旋绕速度的动压转换成压力能的作用，而前导叶若做成可转动的还有可提高轴流风机改变.况能力,为了避免气流通过时产生同期扰动引起强烈的噪音，要求导叶叶片数和动叶片数互为质数。导叶的叶型可以采用机翼形，也可用等厚度的圆弧板型。导叶高度与动叶要相适应，安装在风机的外壳上。
集流器和疏流罩
集流器是叶轮前外壳上的圆弧段；疏流罩因结在芯部，罩在轮毂前面，其形状为球面或椭球面。集流器和流流罩的作用是改善气体进入风机的条件，使气体在流入叶轮的过程中过流面积逐渐改变，以减少入口流动损失，提高风机效率。
扩散器
扩散器的作用是将流体的动能部分地转换为压力能，以提高风机的静效率，它的结构形式有筒形和锥形两种。
性能及特点
性能曲线
轴流风机的性能曲线特点为压力性能曲线H-Q的右侧相当隧銷，而左侧呈马鞍形，C点的左侧为不稳定工作区；当流量减小时，所消耗功率N反而增大，当流量Q=0时，功率达到最大值；最高效率点的位置比较接近不稳定工况区的起始点C。如果轴流风机在不稳定工况区运行时，就会出现流量的脉动等一些不正常现象。有时这些脉动现象还相当别烈，流量Q和压力H的大幅度波动使运转噪声增大，甚至风机和通风管道也会发生激烈地振动，这种现象称为“喘振”。
旋转脱流
轴流风机的叶片通常是流线型的，在冲角αg为零时，它的阻力主要为表面的摩擦力，而绕翼型的气流仍保持其流线形状。随着冲角a的增大，在叶片的后缘附近产生涡流，而且气流开始从上表面分离。叶片正常工况和脱流工况情况。当冲角α很小时，气流分离点A才接近于后缘。但随着冲角增大，分离点A向前移动，在升力增加的同时，尾部涡流变宽，阻力急剧增加，压力迅速降低。此现象称为轴流风机叶片的“脱流“或“失速”。此时如果冲角再增大，脱流现象将更为严重，甚至出现部分流道阻塞的情况。
旋转脱流的特点为旋转脱流的绝对转向与叶轮转向相同；旋转脱流的绝对转速小于叶轮的转速，两者大致保持比例关系；在轴流风机的性能曲线上，从最高压力点向小流量侧转折向下，则表明旋转脱流开始，从而始点到流量等于零的整个区间旋转脱流始终存在；旋转脱流的产生仅与叶片结构有关，而与外界管道、叶片的自然频率无关；旋转脱流的存在,对于风机的运行不一定有很显著的影响；在整个叶片上发生旋转脱流时能听到明显的节奏音响；旋转脱流造成叶片附近的压力波动，进气侧甚于出气侧。
旋转脱流的危害是在轴流风机在进人不稳定工况区运行时,叶片上就有旋转脱流产生。由于旋转脱流造成叶片流道的阻塞而使叶片前后的压力产生变化，改变了叶片原来的受力关系。由于叶片依次经过脱流失速区，受到交变力的作用,这种交变力使叶片产生疲劳。同时由于叶片本身存在固有的振动频率，叶片每经过一次脱流区就要受到一次激振力的作用。当这一激振力的作用频率与叶片的固有频率相等时，将使叶片发生共振，叶片的切应力显著增加,甚至可达几十倍以上而使叶片很快断裂。一旦有一个叶片断裂,轴流风机的其余叶片将可能全部被打断。因此，轴流风机长期在不稳定工况区运行时，易使叶片疲劳断裂，造成严重事故。运行操作人员在运行中应力求避免使轴流风机在不稳定工况区运行，一旦进入不稳定工况区，则应迅速脱离而恢复其稳定工况。
喘振
轴流风机在不稳定工况区运行时，还可能引起流量、压力和电流的大幅度波动，噪声显著增加,有时风机和管道还会发生激烈的振动，这一现象称为“喘振”。喘振的危害较大，严重时可造成风管和风机部件的损坏。
喘振发生的条件为轴流风机处于不稳定工况区运行，且运行点位于压力性能曲线的上升区段；进、出口风道有足够的容积,它与风机组合成为一个弹性的空气动力系统，因而在风机的流动工况发生变化时，风道中引起相应的变化，需要一定的适应时间；系统的振荡频率与气流扰动频率合拍，发生共振。
喘振的特点为喘振时的振幅和频率受风道系统容积的支配，但其不受形状的影响。系统的容积越大，喘振的振幅也越大，振动也越强烈,但频率越低。故此，可以通过缩小系统的容积来减轻喘振的激烈程度。此外，风机的转速越高，喘振的程度越激烈。
调节方式
轴流式风机的运行调节有4种方式，动叶调节是通过改变风机叶片的角度，使风机的曲线发生改变，以改变风机的运行工作点，实现风量调节。这种调节经济性和安全性较好，每一个叶片角度对应一条曲线，且叶片角度的变化几乎和风量成线性关系；节流调节的经济性很差，所以轴流式风机不采用这种调节方式；变速调节是最经济的调节方式，但需要配置电机变频装置或液力和器；进口静叶调节时系统阻力不变，风量随风机特性曲线的改变而改变，风机的工作点易进入不稳定工况区域。
应用领域
轴流风机用途较广，适用于煤矿、金属矿、有色金属电炉冶炼，退火炉内气体循环，啤酒生产线中麦芽床的通风换气，窑炉内高温通风及高温气体输送等。