风机制动的膨胀机,风机叶轮直接安装在膨胀机的轴上。当膨胀机输出的功率与风机消耗的功率相等时,则转速维持一定;一旦当输出功率大于风机消耗的功率时,则转速会升高,然后在较高的转速上达到新的平衡。反之,当输出功率小于风机消耗的功率时,转速将下降,然后在较低的转速下达到新的平衡。因此,转速与风机的特性密切相关。
制动风机的性能与一般的离心式风机相类似,随着风量的增加,风压降低,功率消耗增加。随着转速的增加,风量、风压及功率消耗均增加,不同转速n下的风机性能曲线形状大致如图75所示。
风机实际的风量、风压及消耗的功率还与管路系统的阻力大小有关,即风机产生的风压应与阻力相平衡。当管道内的气流速度越快时,即风量越大时,则阻力也越大。如果风门关小,阻力随风量增加得更快,如图中的曲线2所示。
如果原先风门开度较大,转速在n1保持稳定,则风机的工作点为阻力曲线1与风机在转速n1下的性能曲线的交点A点。该点表示产生的风压与阻力相平衡。它所消耗的功率为在同样的风量和转速下功率曲线上的B点所对应的功率P。由于转速保持稳定,即风机消耗的功率又与膨胀机产生的功率相平衡,即P=Pe。
如果将风门关小,阻力曲线由1变为2。如果转速不变,则风机的工作点为c。该点所对应的功率曲线上的点F所消耗的功率比原先的要低,这是由于风门关小使风量减少的缘故。因此,如果膨胀机的进、出口压力和温度不变,则膨胀机产生的功率基本不变,这时,它将大于风机消耗的功率,会使转速增加。
随着转速增加,风机的风量、风压、功率消耗也在增加。它沿阻力曲线2至某一转速n2时的交点D。若该点所对应的功率曲线点E与膨胀机产生的功率相平衡,则在n2转速下保持稳定运转。但它比风门开度较大时的转速n1要高。
因此,用风门调节来改变膨胀机的转速,主要是改变风机负荷的性能,以保持膨胀机在最佳转速下工作,并不是为了改变制冷量。实际上,在转速变化时,由于膨胀机效率有所改变,所以制冷量也会有所变化,Pe并不是固定值。有的运行人员采用通过调节风门改变膨胀机的转速来微调制冷量。