第二章
通風機性能試驗
通風機性能試驗的目的,是為了求得通風機要給定轉速下所產生的風量、壓力、耗用功率及其效率間的相互關系。這種試驗須在機械動轉試驗合格后才能進行。
一、試驗裝置
圖附—1所示為國家標準(GBl236—76)所規定的一種通風機進氣試驗裝置。在通風機6的進風口連接一圓形風筒4。風筒的直徑應盡可能與通風機進口尺寸相同,其長度應不小于風簡直徑的六倍。整個風筒可以分段連接,各接頭處不漏風,內壁面應平整光滑,不得有凹凸不平現象。
附1
通風機進氣實驗裝置
風筒的進口端做成錐形,稱為錐形集流器,它能使氣流比較平穩均勻地流入風筒。集流器1的具體規格風圖附—2,其內壁表面的光潔度不應低于▽5。
附2
錐形集流器
在流集器與風筒4之間固定有風柵節流器3,它由一孔眼較大的金屬絲網制成。另外再準備風塊其直徑比風簡直徑略小而孔眼規格不同的金屬篩板或金屬絲網,以便在測試時分層疊加于固定網柵上,調節進風量。
在風筒進口端和截面1處的風筒壁上,分別沿圓周均勻分布鉆孔3~4個,孔徑~3毫米。賀孔應垂直于風壁,周轉圍要平整無毛刺。每個賀孔上焊接一個內徑為6~10毫米的短管,并用膠管互相連通,再分別接以壓力計上,以測量風筒進口靜壓H靜進和截面I處的靜壓H靜1。測量H靜進的壓力計最好要用斜管微壓計,測量H靜1則用一般U型壓力計。
為了防止氣流在風筒內發生扭轉,在與通風機進口連接端的風筒內裝有整流柵5,其結構尺寸如圖附—3。它是一“井”字形隔板,可用厚度為δ=0.012~0.015D的鋼板制成。當厚度較大的,也可以用木板制成。
附3
整流柵
試驗風筒的進口端應布置在室內,不受自然風力的干擾,在周圍1.5D距離內(自風筒中心算起),不得有障礙物。
為了測量通風機耗有的功率,可采用專門的測功裝置。圖附—4為利用扭矩法在電動機上測量其轉子與定子機殼間的相對扭矩,以計算電動機出力的測功裝置。圖中1為電動機(一般為4級),由帶軸承的支架2支承。3為電動機軸,借聯軸器與通風機軸連接。4為定子機殼吊架,通過刀口5懸吊于機架6上。7為固定于定子機殼上的平衡秤桿,其力臂長為L米,兩端懸掛有秤盤11。10為秤桿擺動指針。9為刻度。12為測量轉速的軸。當電動機旋轉時,機殼產生偏轉,在秤盤中加上荷重使其平衡。根據荷重的大小即可計算出電動機的出力(軸功率)。
附4
扭矩法測功裝置
二、試驗的步驟和方法
上述試驗裝置準備就緒后,即可按下列步驟進行測試:
1.脫開聯軸器,使電動機單獨運轉,并在秤盤中加荷重,使挾桿平衡然后停止運轉。
2.接上聯軸器,使通風機和電動機一起運轉,啟動時應暫時關閉流器。
3.變換節流器的網柵,使風量調節到一適當的數值,然后分別測出風筒進口靜壓H靜近和截面I處的靜壓H靜1,以及電動機的轉速n(轉/分),并讀出測功器平衡荷重的重量G(公斤)。
4.繼續改變風量,前后共計不少于7次,逐次分別測出其靜壓、轉速和平衡荷重。
5.在測試中途,用大氣壓力計測量一次當時室內的大氣壓力P大氣(毫米水柱)及進風口附近的空氣溫度t大氣 (℃)和風筒內截面I處的空氣溫度t1(℃)。
6.試驗時的各項讀數應分別記錄在規定格式的記錄紙上。
三、計算公式
根據記錄數據,按下列公式計算通風機的風量、壓力、功率和效率。
1.風量
(立方米/秒)
當
毫米水柱,
(立方米/秒)
2.靜壓
(毫米水柱)
3.動壓
(毫米水柱)
當
毫米水柱,
4.全壓
(毫米水柱)
5.全壓有效功率
(千瓦)
壓縮修正系數
,當
≤1.03
取δ=1.0
6.軸功率
(千瓦)
7.全壓效率
在以上公式中:
=0.98——集流器系數;
A1——試驗風筒截面積,平方米;
A——通風機出口面積,平方米;
大氣重度
(公斤/立方米)
進口空氣重度
(公斤/立方米)
出口空氣重度
(公斤/立方米)
空氣常數R=29.4(公斤·米/公斤·度)
進口絕對全壓
出口絕對全壓
進氣試驗壓力損失
這里,
當H靜1≤100毫米水柱時γ1≈γ大氣, 則:
通風機測試完畢后,應將各參數換算成給定轉速下標準進氣狀態的數值,其風量Q、壓力H、功率N、主軸轉速n、介質重度r、效率η等的關系式如下:
風量
壓力:
功率:
效率:
上式適應范圍為
=0.5~2.0
注 :“o”表示標準進氣狀態時的數值。無注腳的表示測定的計算數值。
根據上述公式換算的結果,最后繪制出H-Q,N-Q,和η—Q等通風機性能曲線。
四、計算舉例
現將6—23No7離心通風機試驗結果列表并計算如下,以序號4為例。
1.
(公斤/平方米)
2.
(公斤/平方米)
3.
(立方米/秒)
4.
=
(毫米水柱)
5.
(毫米水柱)
6.
(毫米水柱)
7.
由于
=1.02<1.03
所以取
=1.0,于是:
(千瓦)8.
(千瓦)
9.效率
10.
(米3/時)
11.
(毫米水柱)
12.
(千瓦)
13.
14.根據7個序號的換算值Q0、H0、N0、
繪制成性能曲線如圖附-5
圖附5