隧道离心风机是隧道通风系统中常用的一类动力设备，特别是在长大隧道、群隧或需要集中送排风的工程中，常通过离心风机向风道或竖井提供高压气流。要正确选型和使用这类设备，首先需要理解隧道离心风机工作原理以及它在通风系统中的角色。
一、隧道离心风机的基本结构
典型的隧道离心风机由以下几个主要部分组成：
- 叶轮：安装在主轴上，是风机的核心部件。叶轮上布置若干叶片，常采用后弯、径向或前弯型线，用于将机械能转化为气流能量。
- 机壳（蜗壳）：围绕叶轮布置的壳体呈蜗形或近似蜗形，用来收集叶轮甩出的气流，并将其引导至出口，同时起到扩压作用。
- 进气室或进风口：使空气平稳进入叶轮中心，减少入口损失，有些机型带有导流装置。
- 轴承和传动装置：支撑叶轮旋转并将电机的机械能传递给叶轮，形式包括直联、联轴器联接或皮带传动等。
- 消声与减振装置：隧道离心风机多配套消声器、减振基础等，用于降低噪声和振动对环境的影响。
二、隧道离心风机工作原理：气流能量转换过程
隧道离心风机工作时，电机驱动叶轮高速旋转，气流的运动过程可以分为以下几个阶段：
- 吸入阶段：空气在进风口处沿轴向或接近轴向进入叶轮中心（叶轮进口），此时气体静压较低。
- 能量获取阶段：在叶轮旋转作用下，叶片对气体做功，气体被甩向叶轮外缘，获得较高的切向速度和一定静压，即动能和压能双双增加。
- 扩压阶段：离开叶轮后，气流进入蜗壳或扩压器空间，流速逐渐降低，部分动能转化为静压，形成较高的出口全压。
- 排出阶段：加压后的气流通过风道或通风竖井输送到隧道内（送风工况），或者从隧道中抽出排向大气（排风工况）。
整个过程中，风机就是利用叶轮旋转产生的离心力，将机械能转化为气流的压力能和动能，从而实现空气输送和通风换气。
三、隧道离心风机在通风系统中的应用方式
在隧道工程中，离心风机通常配合通风竖井或风道使用，多见于半横向或全横向通风系统：
- 送风离心风机：通过送风竖井或上送风道，将新鲜空气送至隧道各断面，再由射流风机或风口组织气流分布。
- 排风离心风机：通过排风竖井或下排风道，将隧道内的废气、烟气集中抽出，特别是在火灾工况下用于有组织排烟。
- 辅助通风风机：在施工期或特定工况下，作为辅助送风或排风设备，与轴流或射流风机共同工作。
由于离心风机具有较高的全压能力，适合克服竖井、风道和各类局部构件带来的较大阻力，确保隧道内关键断面风速、风量达到设计要求。
四、隧道离心风机工作原理与选型的关系
理解隧道离心风机工作原理，有助于在选型时把握以下关键点：
- 风量与全压匹配：根据通风计算得到的设计风量和总阻力，选择合适机号和转速，使工作点落在风机高效区间。
- 比转数与叶轮型式：长距离、高阻力系统适合比转数较低、压力系数较高的离心风机，以获得较高的全压和稳定的性能曲线。
- 效率与能耗：在满足工作原理要求的前提下，应优先选用效率更高的机型，并结合变频调速等方式降低运行电耗。
五、与轴流和射流风机配合使用的特点
在复杂的隧道通风系统中，离心风机并不是孤立存在的，常与轴流风机或射流风机配合：
- 离心风机负责向风道或竖井提供高压气流，轴流或射流风机则在隧道空间内进行气流分配和加强；
- 在火灾工况下，离心排烟风机与射流风机联动，通过控制风向和风速，将烟气限制在特定区域，并为疏散通道创造可见环境；
- 不同类型风机的工作原理不同，但都以能量转换为基础，通过合理组合实现安全、高效、可控的隧道通风。
综上所述，隧道离心风机工作原理可以概括为：电机驱动叶轮高速旋转，气流在叶轮和蜗壳中获得动能和压能，被加压后通过风道输送，从而完成隧道内空气的更新和烟气的排除。在选型和应用时，应结合通风方式、竖井结构和阻力计算结果，选用合适的隧道专用离心风机型号，并与其他类型隧道风机协同工作，才能充分发挥其在工程中的作用。
