GT 11A/E-5-KL 風機

GT 11A/E-5-KL 風機

濟南友田機械設(shè)備有限公司，主營各種進口工業(yè)機械設(shè)備及其配件，儀器儀表，實驗室器材，化學(xué)試劑。公司專注于進口歐美工業(yè)產(chǎn)品，各種工業(yè)配件，儀器小到工業(yè)用的螺絲，大到幾百公斤重的電機。公司現(xiàn)在美國，德國，意大利分別設(shè)有辦事處和庫房，采用就近采購原則，節(jié)省了采購成本，從而讓利于客戶，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和貨期。 

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風機是依靠輸入的機械能，提高氣體壓力并排送氣體的機械，它是一種從動的流體機械。風機是中國對氣體壓縮和氣體輸送機械的習(xí)慣簡稱，通常所說的風機包括通風機，鼓風機，風力發(fā)電機。

風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻，鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送，風洞風源和氣墊船的充氣和推進等

相關(guān)參數(shù)

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氣體壓縮和氣體輸送機械是把旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能和動能，并將氣體輸送出去的機械。

風機的主要結(jié)構(gòu)部件是葉輪、機殼、進風口、支架、電機、皮帶輪、聯(lián)軸器、、傳動件（軸承）等。

無動力通風機是利用自然風力及室內(nèi)外溫度差造成的空氣熱對流，推動渦輪旋轉(zhuǎn)從而利用離心力和負壓效應(yīng)將室內(nèi)不新鮮的熱空氣排出。 [2] 

風機關(guān)系到系統(tǒng)的輸配能耗，是建筑節(jié)能非常關(guān)鍵的部分。根據(jù)國家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心多年風機檢測表明很多風機在額定工況下都存在問題，因此需要嚴格按照產(chǎn)品標準要求生產(chǎn)和制造風機。

風機剛開始工作時軸承部位的振動很小，但是隨著運轉(zhuǎn)時間的加長，風機內(nèi)粉塵會不均勻的附著在葉輪上，逐漸破壞風機的動平衡，使軸承振動逐漸加大，一旦振動達到風機允許的大值11mm/s時（用振幅值表示的大允許值如下），風機必須停機修理（清除粉塵堆積，重做動平衡）。因為這時已是非常危險的，用戶千萬不可強行使用。在風機振動接近危險值時，有測振儀表的會報警。 [3] 

風機軸承振動的大允許值為：

（1）用軸承震動速度有效顯示時為：11mm/s。

（2）用軸承振幅顯示時為以下值：

1. 電機同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分時： 大允許值為：0.1mm（雙振幅）

2. 電機同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分時： 大允許值為：0.2mm（雙振幅）

3. 電機同步轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分時： 大允許值為：0.31mm（雙振幅）

4. 電機同步轉(zhuǎn)速為750轉(zhuǎn)/分時： 大允許值為：0.4mm（雙振幅）

5. 電機同步轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分時： 大允許值為：0.5mm（雙振幅）

6. 電機同步轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分時： 大允許值為：0.6mm（雙振幅）

風機的軸承溫度正常時為≤70℃，如果一旦升高到70℃，有電控的應(yīng)（會）報警。此時應(yīng)查找原因，首先檢查冷卻水是否正常？軸承油位是否正常？如果一時找不到原因，軸承溫度迅速上升到90℃，有電控的應(yīng)（會）再次發(fā)出報警、停車信號 [4]  。

風機開車、停車或運轉(zhuǎn)過程中，如發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象應(yīng)立即進行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)的小故障應(yīng)及時查明原因設(shè)法消除。如發(fā)現(xiàn)大故障（如風機劇烈振動、撞擊、軸承溫度升劇烈上升等）應(yīng)立即停車進行檢查。

風機*運行一個月后，應(yīng)重新更新更換潤滑油（或脂）。以后除每次拆修后應(yīng)更換外，正常情況下1～2月更換一次潤滑油（或脂），也可根據(jù)實際情況更換潤滑油（或脂）。

風機包括通風機、透平鼓風機、羅茨鼓風機和透平壓縮機，詳細劃分包括離心式壓縮機、軸流式壓縮機、離心式鼓風機、羅茨鼓風機、離心式通風機、軸流式通風機和葉氏鼓風機等7大類 [4]  。

市場發(fā)展

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未來風機發(fā)展趨勢和方向分析如下：

風機

風機主要應(yīng)用于冶金、石化、電力、城市軌道交通、紡織、船舶等國民經(jīng)濟各領(lǐng)域以及各種場所的通風換氣。除傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域外，在煤矸石綜合利用、新型干法熟料技改、冶金工業(yè)的節(jié)能及資源綜合利用等20多個潛在的市場領(lǐng)域仍將有較大的發(fā)展前景。

隨著風機制造行業(yè)競爭的不斷加劇，大型風機制造企業(yè)間并購整合與日趨頻繁，國內(nèi)優(yōu)秀的風機制造企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)品購買者的深入研究。正因為如此，一大批國內(nèi)優(yōu)秀的風機品牌迅速崛起，逐漸成為風機制造行業(yè)中的翹楚! [5] 

從風機需求特點預(yù)測

對于使用量大面廣的中小型風機，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及制造工藝比較簡單，成本也較低，用戶主要追求的是高效率、低噪聲、長壽命，且價格便宜。另一種是資金、技術(shù)密集型，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，成套性和系統(tǒng)性也強，而且在高壓、高溫及高速條件下運行，有的甚至在惡劣工況下運行，用戶對該類風機各有不同要求。對透平鼓 風機和壓縮機及大型通風機，用戶主要追求的是高質(zhì)量、高可靠性、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)且周期長 [5]  。

從主要領(lǐng)域需求結(jié)構(gòu)預(yù)測

一般通風換氣風機(一般為中小型離心和軸流通風機)使用較廣泛，需求量多，制造廠商也多?？傮w講，這類產(chǎn)品供大于求。特殊用途風機(包括防腐風機、高溫風機、耐磨風機、消防排煙風機等)需求量雖然不很大，但因作業(yè)環(huán)境特殊，需要區(qū)別對待，因為主要材質(zhì)要求較特殊。羅茨鼓風機的大 特點是當壓力在允許范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，流量變化甚微，壓力選擇范圍寬，具有強制輸氣特征，主要缺點是噪聲較大。

羅茨鼓風機

通過引進技術(shù)、合資及自行開發(fā)等，我國已推出噪聲較低的三葉羅茨鼓風機，頗受用戶歡迎，市場前景較好。透平壓縮機(包括離心壓縮機、軸流壓縮機和軸流-離心復(fù)合式壓縮機)是重大工程成套裝置重要設(shè)備，在國民經(jīng)濟中起著重要作用。 對透平壓縮機的性能要求既要壓力高，又要流量大。隨著成套裝置大型化，要求透平壓縮機參數(shù)越來越高。如高爐冶煉裝置、大型煤化工裝置、大型化肥裝置、大型乙烯裝置、大型空分裝置、天然氣管線輸送裝置及油田注氣裝置等。這類產(chǎn)品需求量占風機總量很少，但由于重要，以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長，技術(shù)含量高，因此，有比較好的經(jīng)濟效益和社會效益。透平壓縮機制造水平代表了風機行業(yè)整體水平 [6]  。

從國內(nèi)市場容量預(yù)測

風機根據(jù)不同壓力和流量等要求，差異很大。因此，風機需求應(yīng)按其類型、大小加以區(qū)別，按不同行業(yè)需求情況來預(yù)測。據(jù)不*統(tǒng)計，全國風機產(chǎn)量從1980年到1996年，年均增長率為13.8%。

預(yù)計2005年全國風機總產(chǎn)量在260萬～290萬臺之間，201 0年將達310萬～325萬臺。根據(jù)風機行業(yè)歷年統(tǒng)計，預(yù)測離心式壓縮機2005 年產(chǎn)量為160萬～180萬臺， 2010年將達200萬～210萬臺；軸流壓縮機2005 產(chǎn)量為26萬臺，2010年預(yù)計達36萬臺；透平壓縮機和鼓風機2005年*可達70%左右。 [7] 

從國外市場預(yù)測

中國通用機械風機行業(yè)協(xié)會會員單位2000年出口風機7969臺，出口貨值為8115 .7萬元。1991年～2000年出口風機總臺數(shù)為72876臺，出口貨總值為74726萬元。

經(jīng)濟一體化趨勢越來越明顯，各國經(jīng)濟將進一步互相依存，經(jīng)濟合作和交往日趨緊密，市場處在大幅度交叉和融合階段。同時，性產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整步伐正在加快，分工規(guī)模和深度都出現(xiàn)重大進展，發(fā)達國家不斷將工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)向資本密集型和技術(shù)密集型行業(yè)，勞動密集型產(chǎn)品向發(fā)展中國家和地區(qū)轉(zhuǎn) 移。這為我國發(fā)揮自身優(yōu)勢，躋身市場提供了很好的發(fā)展機遇。 [6] 

WTO

國內(nèi)從20世紀70年代開始引進國外離心壓縮機*技術(shù)，經(jīng)過消化吸收和創(chuàng)新，提高了產(chǎn)品檔次。只要保證質(zhì)量和交貨期，利用價格優(yōu)勢，在上是有競爭力的。特別是中國加入WTO后，增加風機出口是*可能的。從歷史情況分析，主要出口品種是中小型通風 機以及風機配件。國內(nèi)生產(chǎn)這類風機的企業(yè)，主要差距是表面質(zhì)量達不到出口要求，若提高外觀質(zhì)量，又具有價格優(yōu)勢，在國外市場的前景是廣闊的。從1991 年～2000年風機出口情況看，中小型通風機出口不夠穩(wěn)定，沒有明顯增長趨勢。但隨著技術(shù)不斷進步，預(yù)計這類風機出口量會不斷增加，預(yù)測在 2000年基礎(chǔ)上會以5%左右的年均速度遞增 [7]  。

離心式壓縮機和鼓風機從1991年到2000年出口有較明顯的增加，2000 年已達到87萬臺。主要出口國是印度、巴基斯坦、伊朗、越南等發(fā)展中國家。預(yù)計這種趨勢還會發(fā)展，每年可達到100萬臺。

2012年1-12月，全國風機的產(chǎn)量達2162.35萬臺，同比增長1.39%。從各省市的產(chǎn)量來看，2012年1-12月，浙江省風機的產(chǎn)量達1152.12萬臺，同比增長4.54%，占全國總產(chǎn)量的53.28%。緊隨其后的是廣東省、上海市、江蘇省，分別占總產(chǎn)量的34.01%、4.82%以及2.80%。 [5] 

行業(yè)現(xiàn)狀

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風能理事會發(fā)布報告數(shù)據(jù)顯示，2014年風電新增裝機容量51477MW，同比上升44%，累計裝機容量*超過50GW門檻，各項數(shù)據(jù)均創(chuàng)造了新的世界紀錄。

中國的風電產(chǎn)業(yè)驅(qū)動了增長。2014年，中國風電新增裝機容量2335.05萬千瓦，同比上升45.1%，累計裝機容量達到近1.15億千瓦，其中并網(wǎng)容量近1億千瓦，占全部發(fā)電裝機容量7%。

風電產(chǎn)業(yè)的復(fù)蘇除來自風電自身實力的增強外，煤炭價格下跌亦功不可沒，燃料成本的下降，致使絕大多數(shù)電力企業(yè)的盈利創(chuàng)今年新高，從而可以擴大風電建設(shè)規(guī)模并加快給付機組欠款。

風電設(shè)備制造商的業(yè)績因此在2014年全面飄紅，市場集中度進一步提升至前八大整機企業(yè)，中國風電產(chǎn)業(yè)基本結(jié)束了低價競爭的局面。

風電業(yè)界普遍認為，風電行業(yè)未來將進入穩(wěn)定增長的新常態(tài)，今后五年，每年新增裝機容量或?qū)⒅辽龠_到2000萬千瓦，開發(fā)商盈利提升仍存瓶頸。 [7] 

歷史

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風機已有悠久的歷史。2000多年前，中國、巴比倫、波斯等國就已利用古老的風車提水灌溉、碾磨谷物。12

中國古代的水力風車

世紀以后，風車在歐洲迅速發(fā)展。中國在公元前就已制造出簡單的木制礱谷風車，它的作用原理與現(xiàn)代離心風機基本相同。

公元7世紀在西亞—大概在敘利亞，建造了*批風車。世界上的這個地區(qū)有強風，幾乎總是朝著相同的方向吹，因此就面向盛行風而建造了這些早期風車。它們看上去不像如今所見到的風車，而是有著豎式軸，軸垂直排列著翼，與旋轉(zhuǎn)木馬裝置上排列著木馬很相似。

12世紀末在西歐出現(xiàn)了*批風車。有些人認為，在巴勒斯坦參加了十字軍東侵的士兵們回家時帶回了關(guān)于風車的信息。但是，西方風車的設(shè)計與敘利亞的風車迥然不同，因而它們可能是獨立發(fā)明出來的。典型的地中海風車有著圓形石塔和朝向盛行風安裝的垂直翼板。它們?nèi)杂糜谀ニ楣任铩?span style="color:rgb(51, 102, 204); font-size:12px"> [5] 

1862年，英國的圭貝爾發(fā)明離心風機，其葉輪、機殼為同心圓型，機殼用磚制，木制葉輪采用后向直葉片，效率僅為40%左右，主要用于礦山通風。

1892年法國研制成橫流風機；

橫流風機

1898年，愛爾蘭人設(shè)計出前向葉片的西羅柯式離心風機，并為各國所廣泛采用；

19世紀，軸流風機已應(yīng)用于礦井通風和冶金工業(yè)的鼓風，但其壓力僅為100～300帕，效率僅為15～25%，直到二十世紀40年代以后才得到較快的發(fā)展。

1935年，德國首先采用軸流等壓風機為鍋爐通風和引風。

1948年，丹麥制成運行中動葉可調(diào)的軸流風機；旋軸流風機、子午加速軸流風機、斜流風機和橫流風機；

1874年成立的Clarage公司，于1997年被美國雙城風機集團并購，成為至今老的風機制造商之一，風機的發(fā)展也都獲得了長足進步。

1880年，人們設(shè)計出用于礦井排送風的蝸形機殼，和后向彎曲葉片的離心風機，結(jié)構(gòu)已比較完善了。1892年法國研制成橫流風機 [3]  。

分類方法

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風機按使用材質(zhì)分類可以分好幾種，如鐵殼風機（普通風機）、玻璃鋼風機、塑料風機、鋁風機、不銹鋼風機等等。 [7] 

按氣體流動的方向

風機分類可以按氣體流動的方向，分為離心式、軸流式、斜流式（混流式）和橫流式等類型。

(1)離心風機。氣流軸向進入風機的葉輪后主要沿徑向流動。這類風機根據(jù)離心作用的原理制成，產(chǎn)品包括離心通風機、離心鼓風機和離心壓縮機。 [5] 

(2)軸流風機。氣流軸向進入風機的葉輪，近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。這類風機包括軸流通風機、軸流鼓風機和軸流壓縮機。

(3)回轉(zhuǎn)風機。利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)改變氣室容積來進行工作。常見的品種有羅茨鼓風機、回轉(zhuǎn)壓縮機。

風機根據(jù)氣流進入葉輪后的流動方向分為：軸流式風機、離心式風機和斜流(混流)式風機。

風機按用途分為壓入式局部風機(以下簡稱壓入式風機)和隔爆電動機置于流道外或在流道內(nèi)，隔爆電動機置于防爆密封腔的抽出式局部風機(以下簡稱抽出式風機)。

風機按照加壓的形式也可以分單級、雙級或者多級加壓風機。如4-72是單級加壓，風機則是多級加壓風機。

風機按照用途劃分可以分為：軸流風機、混流風機、屋頂風機、空調(diào)風機等。

風機按壓力可分為負壓風機、低壓風機、中壓風機、高壓風機。

按出口壓力（升壓）分為：通風機（≤1.5萬Pa）、鼓風機（1.5～35萬Pa）、壓縮機（≥35萬Pa） [7]  。

按層種方式來分類

通風機的分類方法很多，大致可以按以下層種方式來分類：

(1)按產(chǎn)生壓力的高低可分為：容積式：往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式；透平式：離心式、軸流式、混流式和橫流式，噴射式。

通風機一般是指透平式，即離心、軸流、混流、橫流等形式。 [1] 

其主要的特點是：

離心式風機：較高的壓力，但風量較小。

軸流式風機：較高的風量，但壓力較低。

混流式風機：風量與壓力介于離心和軸流風機之間。

橫流式風機：有較高的動壓，能得到扁平的氣流。

(2)按使用材質(zhì)的不同可分為；鐵殼風機(普通風機)、玻璃鋼風機、塑料風機、鋁風機、不銹鋼風機等。

(3)按氣體流動的方向可分為：離心式、軸流式、斜流式(混流式)和橫流式等類型。

(4)按氣流進入葉輪后的流動方向可分為：軸流式風機、離心式風機和斜流(混流)式風機。

(5)按用途可分為：壓入式局部風機和隔爆電動機置于流道外或在流道內(nèi)，隔爆電動機置于防爆密封腔的抽出式局部風機。

(6)按照加壓的形式也可以分：單級、雙級或者多級加壓風機 [1]  。

風機性能參數(shù)

風機的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率、效率和轉(zhuǎn)速。

另外，噪聲和振動的大小也是主要的風機設(shè)計指標。流量也稱風量，以單位時間內(nèi)流經(jīng)風機的氣體體積表示；壓力也稱風壓，是指氣體在風機內(nèi)壓力升高值，有靜壓、動壓和全壓之分；功率是指風機的輸入功率，即軸功率。風機有效功率與軸功率之比稱為效率。風機全壓效率可達90%。 [7] 

應(yīng)用范圍

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風機廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風；谷物的烘干和選送；風洞風源和氣墊船的充氣和推進等。 風機的工作原理與透平壓縮機基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理 [2]  。

安裝

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準備工作

1. 風機開箱前應(yīng)檢包裝是否完整無損，風機的銘牌參數(shù)是否符合要求，各隨帶附件是否完整齊全。

2. 仔細檢查風機在運輸過程中有無變形或損壞，堅固件是否松動或脫落，葉輪是否有擦碰現(xiàn)象，并對風機各部分零件進行檢查。如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)待修復(fù)后再使用。

3. 用500V兆歐表測量風機外殼與電機繞組間的絕緣電阻，其值應(yīng)大于0.5兆歐，否則應(yīng)對電機繞駔進行烘干處理,烘干時溫度不許超過120℃。

4. 準備好風機安裝所需的各種材料、工具及場地。 [3] 

工作開始

1.仔細閱讀風機使用說明書及產(chǎn)品樣本，熟悉和了解風機的規(guī)格、形式、葉輪旋轉(zhuǎn)方向和氣流進出方向等；再次檢查風機各零部件是否完好，否則應(yīng)待修復(fù)后方可安裝使用。 [4] 

2.風機安裝時必須有安全裝置以防止事故發(fā)生，并由熟悉相關(guān)安全要求的專業(yè)人士安裝和接線。

3.聯(lián)接風機進出口的風管有單獨支撐，不允許將管道重疊重量加在風機的部件上；風機安裝時應(yīng)注意風機的水平位置，對風機與地基的結(jié)合面與出風管道的聯(lián)接應(yīng)調(diào)整，使之自然吻合，不得強行聯(lián)接。

4.風機安裝后，用手或杠桿撥動葉輪，檢查是否有過緊或擦碰現(xiàn)象，有無妨礙轉(zhuǎn)動的物品，無異常現(xiàn)象下，方可進行試運轉(zhuǎn)，風機傳動裝置的外露部份應(yīng)有防護罩（用戶自備）如風機進風口不接管道時，也需添置防護網(wǎng)或其他安裝裝置（用戶自備）。

5.風機所配電控箱必須與對應(yīng)風機相匹配（指功率、電壓、氣動方式、控制形式等）。

6.風機接線應(yīng)由專業(yè)電工接線，接線必須正確可靠，尤其是電控箱處的接線編號與風機接線柱上的編號*對應(yīng)，風機外殼應(yīng)可靠接地，接地必須可靠，不能用接零代替接地。

7.風機全部安裝后應(yīng)檢查風機內(nèi)部是否有遺留的工具盒雜物 [4] 

注意事項

1. 風機外殼或電機外殼的接地必須可靠；

2. 禁止反方向旋轉(zhuǎn)，禁止超額定電流運行，禁止缺相運行；

3. 禁止在運轉(zhuǎn)中維護風機。 [4] 

調(diào)試

1. 風機允許全壓起動或降壓起動，但應(yīng)注意，全壓起動時的電流約為5~7倍的額定電流，降壓起動轉(zhuǎn)距與電流平方成正比，當電網(wǎng)容量不足時，應(yīng)采用降壓起動。（當功率大于11KW時，宜采用降壓起動。）風機在試車時，應(yīng)認真閱讀產(chǎn)品說明書，檢查接線方法是否同接線圖相符；應(yīng)認真檢查供給風機電源的工作電壓是否符合要求，電源是否缺相或同相位，所配電器元件的容量是否符合要求。 [4] 

2. 試車時人數(shù)不少于兩人，一人控制電源，一人觀察風機運轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象立即停機檢查；首先檢查旋轉(zhuǎn)方向是否正確；風機開始運轉(zhuǎn)后，應(yīng)立即檢查運轉(zhuǎn)電流是否平衡、電流是否超過額定電流；若不有正?，F(xiàn)象，應(yīng)停機檢查。運轉(zhuǎn)五分鐘后，停機檢查風機是否有異?，F(xiàn)象，確認無異?，F(xiàn)象再開機運轉(zhuǎn)。

3. 雙速風機試車時，應(yīng)先起動低速，并檢查旋轉(zhuǎn)方向是否正確；起動高速成時必須待風機靜止后再起動，以防高速反向旋轉(zhuǎn)，引起開關(guān)跳閘及電機受損。

4. 風機達到正常轉(zhuǎn)速時，應(yīng)檢測風機輸入電流是否正常，風機的運行電流不能超過其額定電流。若運行電流超過其額定電流，應(yīng)檢查供給風機的電壓是否正常。

5. 風機所需電機功率是指在一定工況下，對離心風機和風機箱，進風口全開時所需功率較大。若進風口全開進行運轉(zhuǎn)，則電機有損壞的可能。風機試車時好將風機進口或出口管路上的閥門關(guān)閉，運轉(zhuǎn)后將閥門漸漸開啟，達到所需工況為止，并注意風機的運轉(zhuǎn)電流是否超過額定電流。 [4] 

喘振條件

1、風機的工作點落在具有駝峰形Q－H性能曲線的不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)；

2、風道系統(tǒng)具有足夠大的容積，它與風機組成一個彈性的空氣動力系統(tǒng)；

3、整個循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的氣流振蕩頻率合拍時，產(chǎn)生共振。 [3] 

使用方法

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安裝要求

a、風機的基礎(chǔ)要求水平、堅固，且基礎(chǔ)高度≥200mm。

b、風機與風管采用軟管（柔性材料且不燃燒）連接，長度不宜小于200mm、管徑與風機進出口尺寸相同。為保證軟管在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中不出現(xiàn)扭曲變形，應(yīng)安裝的松緊適度。對于裝在風機吸入端的帆布軟管，可安裝稍緊些，防止風機運轉(zhuǎn)時被吸入，減少帆布軟管的截面尺寸。

c、風機的鋼支架必須固定在混凝土基礎(chǔ)上，風機其鋼支架與基礎(chǔ)之間必須增加橡膠減振墊。全部風機及電動機組件都安裝在整塊的鋼支架上，鋼地架安裝在基礎(chǔ)頂部的減振墊上，減振墊用多孔型橡膠板。

d、風機出口的管徑只能變大、不能變小，后出風口要安裝防蟲網(wǎng)，偏向上出風時須增加風雨帽。 [1] 

日常保養(yǎng)

正確的維護、保養(yǎng)，是風機安全可靠運行，提高風機使用壽命的重要保證。因此，在使用風機時，必須引起充分的重視。

葉輪保養(yǎng)：

在葉輪運轉(zhuǎn)初期及所有定期檢查的時候，只要一有機會，都必須檢查葉輪是否出現(xiàn)裂紋、磨損、積塵等缺陷。

只要有可能，都必須使葉輪保持清潔狀態(tài)，并定期用鋼絲刷刷去上面的積塵和銹皮等，因為隨著運行時間的加長，這些灰塵由于不可能均勻地附著在葉輪上，而造成葉輪平衡破壞，以至引起轉(zhuǎn)子振動。

葉輪只要進行了修理，就需要對其再作動平衡。如有條件，可以使用便攜試動平衡儀在現(xiàn)場進行平衡。在作動平衡之前，必須檢查所有緊定螺栓是否上緊。因為葉輪已經(jīng)在不平衡狀態(tài)下運行了一段時間，這些螺栓可能已經(jīng)松動。 [4] 

軸承保養(yǎng)：

經(jīng)常檢查軸承潤滑油供油情況，如果箱體出現(xiàn)漏油，可以把端蓋的螺栓擰緊一點，這樣還不行的話，可能只好換用新的密封填料了。

軸承的潤滑油正常使用時，半年內(nèi)至少應(yīng)更換一次，*使用時，大約在運行200小時后進行，第二次換油時間在1～2個月進行，以后應(yīng)每周檢查潤滑油一次，如潤滑油沒有變質(zhì)，則換油工作可延長至2～4個月一次，更換時必須使用規(guī)定牌號的潤滑油（總圖上有規(guī)定），并將油箱內(nèi)的舊油*放干凈且清洗干凈后才能灌入新油。

如果要對風機軸承作更換，應(yīng)注意以下事項：

在將新軸承裝入前，必須使軸承與軸承箱都十分清潔。將軸承置于溫度約為70～80℃的油中加熱后再裝入軸上，不得強行裝配，以避免傷軸。

其余各配套設(shè)備的維修保養(yǎng)：

各配套設(shè)備包括電機、電動執(zhí)行器、儀器、儀表等的維修保養(yǎng)詳見各自的使用說明書。這些使用說明書都由各配套制造廠家提供，本制造廠將這些說明書隨機裝箱提供給用戶 [8]  。

機殼維修

除定期檢查機殼與進氣室內(nèi)部是否有嚴重的磨損，清除嚴重的粉塵堆積之外，這些部位可不進行其他特殊的維修。定期檢查所有的緊固螺栓是否緊固，對有壓緊螺栓部的風機，將底腳上的蝶形彈簧壓緊到圖紙所規(guī)定的安裝高度。 [4] 

緊急停機

緊急停機：在機組試運行過程中，遇有下列情況之一時，要立即緊急停機。緊急停機的操作就是按動主電機停車按鈕，然后再進行停機后的善后處理工作；

1. 離心風機突然發(fā)生強烈振動，并且已經(jīng)超過跳閘值；

2. 機體內(nèi)部有碰刮或者是不正常的摩擦聲音；

3. 任何一軸承或密封處出現(xiàn)冒煙的現(xiàn)象，或者某一軸承溫度急劇上升到報警值；

4. 油壓低于報警值并且無法恢復(fù)到正常時；

5. 油箱液位低，已有吸空現(xiàn)象；

6. 軸位移值出現(xiàn)明顯的持續(xù)增長，達到報警值時； [4] 

正常停機

1. 逐步打開放空閥，同時逐步關(guān)閉排氣閥；

2. 逐步關(guān)小進氣節(jié)流門到20~25度；

3. 按動停車按鈕，并注意停機過程中有無異?，F(xiàn)象；

4. 機組停止后5~10min后，或者軸承溫度降低到45攝氏度以下時可以停止供油。對于具有浮環(huán)密封的機組，密封油泵必須繼續(xù)供油，直到機體溫度低于80攝氏度為止；

機組停機后，在2~4小時期盤動轉(zhuǎn)子180度 [4] 

節(jié)能改造

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在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設(shè)備中與風機配套的電機約占全國電機裝機量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風機在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等；許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)擋風板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等。這實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體流量調(diào)節(jié)的要求。這種落后的調(diào)節(jié)方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調(diào)節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)等方面的要求，負面效應(yīng)十分嚴重 [7]  。

隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨*，已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。

風機運行曲線

由圖可以說明其節(jié)電原理：

圖中，

風機運行曲線

曲線（1）為風機在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風壓一風量（H-Q）特性，曲線（2） 為管網(wǎng)風阻特性（風門全開）。曲線（4） 為變頻運行特性（風門全開）

假設(shè)風機工作在A點效率，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調(diào)節(jié)風門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風機轉(zhuǎn)速由n1降到 n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風量（Q-H）特性，如曲線（4）所示?？梢娫跐M足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的 [7]  。

風機在不同頻率下的節(jié)能率

從流體力學(xué)原理得知，風機風量與電機轉(zhuǎn)速功率相關(guān)：風機的風量與風機（電機）的轉(zhuǎn)速成正比，風機的風壓與風機（電機）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，風機的軸功率等于風量與風壓的乘積，故風機的軸功率與風機（電機）的轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即風機的軸功率與供電頻率的三次方成正比）： [7]  請看風機定律

根據(jù)上述原理可知改變風機的轉(zhuǎn)速就可改變風機的功率。

例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，

則P45/P50=453/503=0.729，

即P45=0.729P50將供電頻率由50 Hz降為40Hz，

則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50

（1）鍋爐風機的變頻節(jié)能改造： [2] 

鍋爐的變頻節(jié)能改造通常是指對鍋爐風機的變頻節(jié)能改造。

鍋爐風機在設(shè)計時是按大工況來考慮的，在實際使用中有很多時間風機都需要根據(jù)實際工況進行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開關(guān)風門、閥門的方式進行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式增大了供風系統(tǒng)的節(jié)流損失，在啟動時還會有啟動沖擊電流，且對系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的，調(diào)節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)；而通過在鍋爐風機上加裝變頻調(diào)速器(裝置)則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過變頻節(jié)能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下：

鍋爐風機的裝機概況：2×75KW，1×55KW。

所有風機均采用一對一（即 一臺變頻器配一臺電機）的配置 方式，保留原工頻系統(tǒng)且與變頻系統(tǒng)互為備用，一般情況下的調(diào) 節(jié)方式均為開環(huán)調(diào)節(jié) [7]  。

（2）投資與節(jié)能：

變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時其節(jié)能效果對于單臺設(shè)備可做到20-55%，在風機這類設(shè)備的一般應(yīng)用的節(jié)能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影響的情況下一般可取平均值，這些節(jié)能效果平均值是由實際應(yīng)用中得到，性數(shù)據(jù)可由市場上公開出售的資料（書）查到；通過這些數(shù)據(jù)再進行一些簡單的投資回收率的計算可知：變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）的投資回收期一般為6-15個月（這是經(jīng)驗值也是數(shù)據(jù)） [8]  。

故障分析

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故障分類

常見故障：

水泥行業(yè)風機工作介質(zhì)中常含有一定量大小不等、形狀各異的同體顆粒，如除塵系統(tǒng)的引風機、氣力輸送的鼓風機。由于這些風機是在含塵氣流中工作的，氣流中的粉塵顆粒既要對風機產(chǎn)生磨損，又要在風機葉片上附著積灰，且這種磨損和積灰都是不均勻的。因而使風機轉(zhuǎn)子的平衡遭到破壞，引起風機振動，縮短風機壽命，嚴重時可使風機不能正常工作。尤其是風機葉片的磨損較為嚴重，它不僅破壞風機內(nèi)的流動特性，且容易引發(fā)葉片斷裂及飛車等重大事故。 [4] 

傳動部位磨損也是風機普遍存在的問題，其中包括各種軸類、輥類、減速機、電機、泵類等軸承

葉輪

位、軸承座、鍵槽及螺紋等部位，傳統(tǒng)的補焊機加工方法易造成材質(zhì)損傷，導(dǎo)致部件變形或斷裂，具有較大的局限性；刷鍍和噴涂再機加工的方法往往需要外協(xié)，不僅修復(fù)周期長、費用高，而且因修補的材料還是金屬材料，不能從根本上解決造成磨損的原因（金屬抗沖擊能力及退讓性較差）；更有許多部件只能采取報廢更換，大大增加了生產(chǎn)成本和庫存?zhèn)浼?，使企業(yè)良好的資源優(yōu)勢遭到閑置和浪費 [4]  。

振動故障：

風機與電動機之間由聯(lián)軸器鏈接，傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。不對中是風機較常見的故障，風機的故障60%與不對中相關(guān)。風機的不對中故障是指風機、電動機兩轉(zhuǎn)子的軸心線與軸承中心線的傾斜或偏移程度。風機轉(zhuǎn)子的不對中可以分為聯(lián)軸器不對中和軸承不對中。風機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生不對中故障后，在旋轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生一系列對設(shè)備運行不利的動態(tài)效應(yīng)，引起聯(lián)軸器的偏轉(zhuǎn)、軸承的磨損、油膜穩(wěn)態(tài)和軸的撓曲變形等，不僅使轉(zhuǎn)子的軸頸與軸承的相互位置和軸承的工作狀態(tài)發(fā)生了變化，也同時降低了軸系的固有頻率，使轉(zhuǎn)子受力及軸承所受的附加力導(dǎo)致風機的異常振動和軸承的早期損壞，危害*。對于風機的不對中故障，可以用激光對中儀來解決，方便快捷 [4]  。

原因分析

總結(jié)風機故障現(xiàn)象及原因，有其規(guī)律可循，風機故障按其原因及分類，有以下幾種：

設(shè)計原因：

自激振動

設(shè)計不當，動態(tài)特性不良，運行時發(fā)生強迫振動或自激振動

結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)力集中

設(shè)計工作轉(zhuǎn)速接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū)

熱膨脹量計算不準，導(dǎo)致熱態(tài)對中不良 [4] 

制造原因：

零部件加工制造不良，精度不夠

零件材質(zhì)不良，強度不夠，制造缺陷

轉(zhuǎn)子動平衡不符合技術(shù)要求 [4] 

安裝原因：

機械安裝不當，零部件錯位，預(yù)負荷大

軸系對中不良

機器幾何參數(shù)(如配合間隙、過盈量及相對位置)調(diào)整不當

管道應(yīng)力大，機器在工作狀態(tài)下改變了動態(tài)特性和安裝精度

轉(zhuǎn)子*放置不當，改變了動平衡精度

未按規(guī)程檢修，破壞了機器原有的配合性質(zhì)和精度 [4] 

操作運行不當：

工藝參數(shù)(如介質(zhì)的溫度、壓力、流量、負荷等)偏離設(shè)計值，機器運行工況不正常

機器在超轉(zhuǎn)速、超負荷下運行，改變了機器的工作特性

運行點接近或落入臨界轉(zhuǎn)速區(qū)

潤滑或者冷卻不良

葉輪局部損壞或結(jié)垢

啟停機或升降速過程操作不當，暖機不夠，熱膨脹不均勻或在臨界區(qū)停留時間過久 [4] 

設(shè)備劣化：

*運行，轉(zhuǎn)子撓度增大或動平衡劣化

轉(zhuǎn)子局部損壞、脫落或產(chǎn)生裂紋

零部件磨損、點蝕或腐蝕等

配合面受力劣化，產(chǎn)生過盈不足或松動等，破壞了配合性質(zhì)和精度

機器基礎(chǔ)沉降不均勻，機器殼體變形。 [4] 

維護

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（1）使用環(huán)境應(yīng)經(jīng)常保持整潔，風機表面保持清潔，進、出風口不應(yīng)有雜物。定期消除風機及管內(nèi)的灰塵等雜物。

（2）只能在風機*正常情況下方可運轉(zhuǎn)，同時要保持供電設(shè)施容量充足，電壓穩(wěn)定，嚴禁缺相運行，供電線路必須為線路，不應(yīng)*用臨時線路供電。

（3）風機在運行過程中發(fā)現(xiàn)風機有異常聲、電機嚴重發(fā)熱、外殼帶電、開關(guān)跳閘、不能起動等現(xiàn)象，應(yīng)立即停機檢查。為了保證安全，不允許在風機運行中進行維修。檢修后應(yīng)進行試運轉(zhuǎn)五分鐘左右，確認無異?，F(xiàn)象再開機運轉(zhuǎn)。 [4] 

潤滑油脂

（4）根據(jù)使用環(huán)境條件不定期對軸承補充或更換潤滑油脂（電機封閉軸承在使用壽命期內(nèi)不必更換潤滑油脂），為保證風機在運行過程中的良好的潤滑，加油次數(shù)不少于1000小時/次，封閉軸承和電機軸承，加油用ZL–3鋰基潤滑油脂填充軸承內(nèi)外圈的2/3。嚴禁缺油運轉(zhuǎn)。

（5）風機應(yīng)貯存在干燥的環(huán)境中，避免電機受潮。風機在露天存放時，應(yīng)有防雨措施。在貯存與搬運過程中應(yīng)防止風機磕碰，以免風機受到損傷。

擇風機殼主要看冷鍍鋅板的鍍層厚薄。薄的易銹，不宜選用；風機進風罩有鍍鋅鋼板和玻璃2種材質(zhì)，選用鍍鋅鋼板為好；與之匹配的電機功率有750瓦和1100瓦2種，選擇1100瓦的電機為好；風機類型較多，材質(zhì)有不銹鋼、鍍鋅鋼板、鋁合金、彩鋼板，從性能而言，宜選用不銹鋼風葉。風葉造型多種多樣，性能好的造型和加工工藝均復(fù)雜；轉(zhuǎn)動總成有壓鑄鋁、鑄鐵2種，相比之下，壓鑄鋁性能較好；百葉窗自動開啟裝置有離心錘式、重力錘式和風吹式。從經(jīng)驗看，離心錘式較穩(wěn)定，重力錘式易受積塵影響，啟閉易失靈。風吹式主要用于36寸風機。百葉窗主要看其密合性是否優(yōu)良。 [7] 

百葉窗

在電力、鋼鐵、水泥、造紙等行業(yè)中大量使用的風機設(shè)備，因輸送的氣體介質(zhì)中含有大量的硬質(zhì)粉塵顆粒和酸性氣體，這些設(shè)備的過流部件，受到強烈的沖刷腐蝕，尤其是其心臟部件葉輪，在其葉片的末端運行線速度達到160米每秒，磨損速度比其它部位更為嚴重。據(jù)統(tǒng)計，使用普通的碳鋼或一般耐磨鋼16Mn制造的葉輪，一般使用壽命只有半年，短的只有幾十天，雖然使用過各種表面防磨措施如堆焊，噴涂，噴焊、涂覆高分子耐磨材料等，使用壽命也難以得到顯著提高。比較常用的方法中，以堆焊使用比較多，效果尚可，一般能使用一年以上而不需要大面積修理。

其缺點是由于堆焊輸入大量熱量，如果控制不好，會導(dǎo)致葉輪變形，而且不能反復(fù)修理使用。熱噴涂噴焊也有同樣的問題，而大大限制了它們的應(yīng)用。

一種較好的方法是在葉輪活蝸殼便面粘貼或者鑲嵌耐磨陶瓷，由于耐磨陶瓷有良好的耐磨性能，可以大大提高分機的耐磨性能 [4]  。

相關(guān)知識

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風機可分類很多種,如：

負壓風機

負壓風機,水空調(diào),水簾,屋頂風機等下通風降溫設(shè)備。這時候就要靠大家如何去選擇了,今天筆者在這里簡單的說說車間降溫的幾種方法,希望對大家有所幫助。[7] 

負壓風機主要是利用空氣對流,負壓換氣的降溫原理來進行工作。由安裝地點對向大門或者是窗戶自然吸入新鮮的空氣,迅速將室內(nèi)的空氣排出室外(這款通風降溫設(shè)備很不錯,如今廣泛運用到各各車間工廠里面,受到不少客戶的青睞，值得*）。

冷風機主要利用地下水進行工作,夏天利用水泵把水抽出來,在經(jīng)過室內(nèi)的風機盤來達到降溫的目的

光子的發(fā)展

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光子的提出和發(fā)展—光的量子理論

1901年，德國物理學(xué)家普朗克（Plank）找到了與實驗相符的在熱平衡下的黑體輻射譜的能量分布律。這個規(guī)律是量子理論發(fā)展的出發(fā)點。這規(guī)律的基礎(chǔ)是假定物質(zhì)發(fā)出光和吸收光具有不連續(xù)的特性，并且假定光為一個一個有限部分——光量子——發(fā)出或吸收。

這種光子的能量ε是和光的振動頻率ω成正比的，并且可用下列等式表示

這里

，是普朗克常數(shù)。

當愛因斯坦（Einstein）指出了除能量ε外還必須要用沖量

(這沖量的方向和光的傳播方向相符合）來描述光子后，光子的表示才的得到完善的形式。

如果引入波矢量k，它的分量等于

式中λ是波長，而cosα，cosβ，cosγ是光波法線方向的余弦，于是光量子的沖量公式可以寫為矢量形式

光子作用

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光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，是一種規(guī)范玻色子。光子是電磁輻射的載體，而在量子場論中光子被認為是電磁相互作用的媒介子。與大多數(shù)基本粒子相比，光子的靜止質(zhì)量為零，這意味著其在真空中的傳播速度是光速。與其他量子一樣，光子具有波粒二象性：光子能夠表現(xiàn)出經(jīng)典波的折射、干涉、衍射等性質(zhì)；而光子的粒子性可由光電效應(yīng)證明。光子只能傳遞量子化的能量，是點陣粒子，是圈量子粒子的質(zhì)能相態(tài)。

光子特性

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量子電動力學(xué)確立后，確認光子是傳遞電磁相互作用的媒介粒子。帶電粒子通過發(fā)射或吸收光子而相互作用，正反帶電粒子對可湮沒轉(zhuǎn)化為光子，它們也可以在電磁場中產(chǎn)生。

光子從激光的相干光束中射出

光子是光線中攜帶能量的粒子。一個光子能量的多少正比于光波的頻率大小， 頻率越高, 能量越高。當一個光子被原子吸收時，就有一個電子獲得足夠的能量從而從內(nèi)軌道躍遷到外軌道,具有電子躍遷的原子就從基態(tài)變成了激發(fā)態(tài)。

光子具有能量，也具有動量，更具有質(zhì)量，按照質(zhì)能方程，E=mc2=hν，求出m=hν/c2，

光子由于無法靜止，所以它沒有靜止質(zhì)量，這兒的質(zhì)量是光子的相對論質(zhì)量。

根據(jù)量子場論，一對正反粒子可發(fā)生湮滅變成一對高能γ光子，而一對高能γ光子在高溫下亦可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生一對正反粒子。比如在T=1015K的溫度下可發(fā)生光子向質(zhì)子和中子等重子的轉(zhuǎn)化。

用費曼圖表示的正電子-負電子散射（也叫做Bha-Bha散射），波浪線表示交換虛光子的過程。

參見： 狹義相對論

從波的角度看，光子具有兩種可能的偏振態(tài)和三個正交的波矢分量，決定了它的波長和傳播方向；從粒

光子晶體結(jié)構(gòu)

子的角度看，光子靜止質(zhì)量為零，電荷為零，半衰期無限長。 光子是自旋為1的規(guī)范玻色子，因而輕子數(shù)、重子數(shù)和奇異數(shù)都為零。

光子的靜止質(zhì)量嚴格為零，本質(zhì)上和庫侖定律嚴格的距離平方反比關(guān)系等價，如果光子靜止質(zhì)量不為零，那么庫侖定律也不是嚴格的平方反比定律。 所有有關(guān)的經(jīng)典理論，如麥克斯韋方程組和電磁場的拉格朗日量都依賴于光子靜質(zhì)量嚴格為零的假設(shè)。 從愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系和光量子能量公式可粗略得到光子質(zhì)量的上限：m=hν/c2

這里，m即是光子質(zhì)量的上限，ν是任意電磁波的頻率，位于超低頻段的舒曼共振已知低頻率約為7.8Hz（赫茲）。

這個值僅比如今得到的廣為接受的上限值高出兩個數(shù)量級。

參見光子：規(guī)范玻色子

光子能夠在很多自然過程中產(chǎn)生，例如：在分子、原子或原子核從高能級向低能級躍遷時電荷被加速的過程中會輻射光子，粒子和反粒子湮滅時也會產(chǎn)生光子；在上述的時間反演過程中光子能夠被吸收，即分子、原子或原子核從低能級向高能級躍遷，粒子和反粒子對的產(chǎn)生。

在真空中光子的速度為光速，能量E和動量p之間關(guān)系為p=E/c； 相對論力學(xué)中靜質(zhì)量為

的粒子的能量動量關(guān)系為

。

光子的能量和動量僅與光子的頻率ν有關(guān)；或者說僅與波長λ有關(guān)。從而得到光子的動量大小為p=h/λ=hv/c。

其中h叫普朗克常數(shù)。

從光子的能量、動量公式可導(dǎo)出一個推論

粒子和其反粒子的湮滅過程一定產(chǎn)生至少兩個光子。 原因是在質(zhì)心系下粒子和其反粒子組成的系統(tǒng)總動量為零，由于能量守恒定律，產(chǎn)生的光子的總動量也必須為零；由于單個光子總具有不為零的大小為 的動量，系統(tǒng)只能產(chǎn)生兩個或兩個以上的光子來滿足總動量為零。 產(chǎn)生光子的頻率，即它們的能量，則由能量-動量守恒定律（四維動量守恒）決定。 而從能量-動量守恒可知，粒子和反粒子湮滅的逆過程，即雙光子生成電子-反電子對的過程不可能在真空中自發(fā)產(chǎn)生。

光子具有波粒二象性

即說光子既具有一粒一粒的粒子的特性又有像聲波一樣的波動性。當時間為瞬時值時，光子以粒子的形式傳播；當時間為平均值時，光子以波的形式傳播。光子的波動性由光子的衍射而證明，光子的粒子性是由光電效應(yīng)證明。

上面有人認為光子的動質(zhì)量為零是錯誤的，光子的靜質(zhì)量為零，否則的話其動質(zhì)量將為無窮大。但其動質(zhì)量卻是存在的，計算方法是這樣的：首先，由于頻率為v的光子的能量為E=hv，（其中h為普朗克常數(shù)），故由質(zhì)能公式可得其質(zhì)量為：m=E/c2=hv/c2其中c2表示光速的平方，該方法由愛因斯坦首先提出。

光子理論

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光子有速度、能量、動量、質(zhì)量，有凝聚。光子不可能靜止。光子可以變成其它物質(zhì)（如一對正負電子），但能量守恒、動量守恒。

實現(xiàn)快速操控

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美國物理學(xué)家組織網(wǎng)，科學(xué)家一直希望用光子代替電子實現(xiàn)更快捷安全的光通訊，現(xiàn)在，科學(xué)家們成功證明，他們能更快速地（在幾納秒內(nèi)）控制與目前光通訊網(wǎng)絡(luò)中所用光波波長一樣的光子的路徑和偏振，新光子電路可整合進現(xiàn)有的光通訊網(wǎng)絡(luò)中，從而顯著改進網(wǎng)絡(luò)的性能。研究朝實現(xiàn)光量子通訊邁進了一步。

英國布里斯托大學(xué)、赫瑞瓦特大學(xué)、荷蘭卡弗里納米科學(xué)研究所的科學(xué)家們將這項快速控制單光子的路徑和偏振的研究發(fā)表在一期《物理評論學(xué)快報》雜志上。

他們在對一個由電路組成的量子光學(xué)設(shè)備進行研究時發(fā)現(xiàn)，單個光子會移動穿過這些電路，這些電路也能被重新配置從而改變光子的路徑和偏振方向。然而，這種量子光學(xué)電路無法快速操縱單光子和多光子的狀態(tài)。為了解決這一問題，他們使用了已被證明能在現(xiàn)有通訊調(diào)制器中進行快速操縱的鈮酸鋰波導(dǎo)，并證明對電極附近的波導(dǎo)施加電壓能快速操控由波長為1550納米的一個或兩個光子組成的光的量子（包括路徑和偏振）狀態(tài)，該波長正是現(xiàn)有通訊網(wǎng)絡(luò)中采用的波長。

該研究的布里斯托大學(xué)的達米恩·博諾表示：“在這個實驗中，我們演示了兩種電路配置，每種電路配置都會導(dǎo)致不同的量子狀態(tài)，一次配置僅需幾納秒，而在以前的實驗中，每幾秒才能對電路進行一次重新配置。現(xiàn)在的通訊網(wǎng)每天都在使用由同樣技術(shù)制成的開關(guān)來傳遞由光脈沖編碼的信息字節(jié)，從原理上來講，這樣的開關(guān)也能用于單光子層面。”

博諾表示：“迄今為止，在芯片上操縱光的量子狀態(tài)一直依靠加熱器，其能作為慢速移相器來使用。研究表明，鈮酸鋰波導(dǎo)能采用一種與以前迥然不同的方法來更快速地操控光的量子狀態(tài)?，F(xiàn)在，我們不僅能打開和關(guān)閉光包以便按規(guī)定路線發(fā)送傳統(tǒng)信息，也能夠快速處理和操縱光的量子狀態(tài)。”

科學(xué)家們指出，能在單個平臺上快速控制單光子的偏振和路徑對基礎(chǔ)量子科學(xué)和量子技術(shù)來說都至關(guān)重要。博諾表示，制造這些設(shè)備的鈮酸鋰材料也能隨機產(chǎn)生光子，另外，具有超導(dǎo)性的單光子探測器也能被整合在這樣的芯片上。一個結(jié)合了能隨機產(chǎn)生光子的光源、電路以及探測器的技術(shù)平臺可用于以下幾方面：通過對幾個光子來源進行多路傳輸從而獲得可靠的單光子源、長距離量子通訊需要使用的量子繼電器、量子密碼學(xué)中用到的量子密鑰分配等。

以前有些老式收音機使用電子管，每次工作前都要預(yù)熱。隨著半導(dǎo)體管的應(yīng)用，預(yù)熱時間就被節(jié)省下來了。如今，光量子調(diào)制設(shè)備領(lǐng)域也出現(xiàn)了類似的進步——以前用加熱器，幾秒鐘才能重新配置電路，現(xiàn)在幾納秒就可以切換到另一個電路。使用鈮酸鋰材料作波導(dǎo)設(shè)備，在調(diào)制解調(diào)器時代是很平常的技術(shù)手段。但誰能想到，平平無奇的光電轉(zhuǎn)化設(shè)備稍加變化，可以幫助前沿的光量子通信研究取得突破？現(xiàn)在隨著光源、電路和探測器整合到一起，量子通信研究者的工作量可以減輕不少了。 [3] 

相關(guān)事件

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華中科技大學(xué)教授重新確定光子靜止質(zhì)量上限

華中科技大學(xué)教授重新確定光子靜止質(zhì)量上限，有業(yè)內(nèi)人士認為：光子靜止質(zhì)量為零是經(jīng)典電磁理論的基本假設(shè)之一。但有些科學(xué)家則認為，光子可能有靜止質(zhì)量。如果實驗終檢測到光子存在靜止質(zhì)量，那么有些經(jīng)典理論將要有所變化。

在出版的美國《物理學(xué)評論快報》（Physical Review Letters） 上，有專文介紹說：“一項由中國科學(xué)家羅俊等完成的新的實驗表明，在任何情況下，光子的靜止質(zhì)量都不會超過10的負54次方千克，這一結(jié)果是之前已知的光子質(zhì)量上限的1/20。”羅俊和他的同事通過一種新穎的實驗方法，在一個山洞實驗室里將光子靜止質(zhì)量的上限，進一步提高了至少一個數(shù)量級。

據(jù)悉，如果光子存在靜止質(zhì)量，雖然不會影響到人們的日常生活，但其產(chǎn)生的后果將是根本性的———例如，光速將隨波長的改變而變化，并且光波將像聲波一樣能夠產(chǎn)生縱向振動。