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    金泰旭風機對于通引風機性能試驗研究

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    人氣:-發表時間:2016-07-09 14:00【

    通風機性能試驗有多種試驗方法。依據GB/T1236-2000《工業通風機用標準化風道進行性能試驗》標準[1] ,僅風管試驗裝置共3種類型,B型試驗裝置(出氣試驗)、C型試驗裝置(進氣試驗)和D型試驗裝置(進出氣試驗),每種類型還包含多種試驗裝置,共有20多種試驗裝置。該標準前言中指出,“對于同一臺通風機,由于采用不同的試驗裝置或國家標準,往往會導致通風機性能試驗結果的差異”。為了確認對同一臺風機采用不同的試驗裝置其試驗結果的差異,需要通過性能試驗對風機試驗結果進行比對。本文通過對幾臺通風機分別采用不同風管試驗裝置進行試驗,將試驗結果進行比對和分析,為今后的進一步深入研究,找出規律打下基礎。

    1 采用不同風管試驗裝置進行性能試驗及計算

    1.1 被測通風機
      選擇了6種通風機進行性能試驗比對。6種風機分別為:5-55№5A離心通風機、7-28№5A離心通風機、5-41№7.7D離心通風機、№7單級軸流通風機(無前后導葉、輪轂比0.26)、№7單級軸流通風機(無前后導葉、輪轂比0.41)、№6.7單級軸流通風機(無前后導葉、輪轂比0.2)。

    1.2 試驗裝置及方法
      按照GB/T1236-2000《工業通風機 用標準化風道進行性能試驗》標準, 分別采用了B型、C型和D型試驗裝置。
      測量流量方法:B型采用皮托管測量流量,C型和D型采用90°弧型進口噴嘴測量流量。流量調節方式:C型采用進口堵片調節流量,B型和D型采用出口調節門調節流量。功率測量方法:離心風機均采用扭矩儀測量功率,軸流風機均采用電測法測功率。

    1.3 試驗用儀器儀表及計算軟件

    儀表名稱測量參數精 度絕壓變送器大氣壓力 Pa0.2 級壓力變送器壓差△ P0.1 級壓力變送器壁面靜壓 P e 3 、 P e 40.1 級溫度變送器大氣溫度 t a± 0.06 ℃溫濕度一體變速器干球溫度 t d 、相對濕度 Φ± 0.2%± 2% RH扭矩轉速儀扭矩 轉速 F . n± 0.2%轉矩轉速傳感器扭矩 轉速 F . n± 0.2%

    對每一臺風機分別用各試驗裝置對應的計算軟件對其性能進行計算,并給出無因次計算結果。

    2 采用不同試驗裝置進行試驗的比對結果
      將每臺風機用不同試驗裝置進行試驗的計算結果進行比較,得到了其試驗結果的差異[3-4] 。每臺風機采用不同試驗裝置對比曲線分別見圖1~圖6。

    圖1 5-55№5A離心通風機無因次性能對比曲線圖

    圖2 7-28№5A離心通風機無因次性能對比曲線圖

    圖3 5-41№7.7D離心通風機無因次性能對比曲線圖

    圖4 輪轂比0.26軸流通風機無因次性能對比曲線圖

    圖5 輪轂比0.41軸流通風機無因次性能對比曲線圖

    圖6 輪轂比0.20軸流通風機無因次性能對比曲線圖

    以C型試驗裝置測量結果為基本值,在佳工況點,B型和D型相對于C型的測量結果的差異(偏差值)分別見表2~表7。
      表2 5-55№5A離心通風機 C 型試驗裝置測量結果B 型試驗裝置D 型試驗裝置測量結果偏差 /%測量結果偏差 /%流量系數 φ0.160.1600.160全壓系數 ψ0.5450.522-4.220.54-0.9風機效率ηr/%85.581.6-4.5685.0-0.58

    表3 7-28№5A離心通風機

    C 型試驗裝置測量結果B 型試驗裝置D 型試驗裝置測量結果偏差 /%測量結果偏差 /%流量系數 φ0.070.0700.070全壓系數 ψ0.660.613-7.10.65-1.5風機效率 ηr /%82.676.2-7.781.2-1.7

    表4 5-41№7.7D離心通風機

     C 型試驗裝置測量結果B 型試驗裝置測量結果偏差 /%流量系數 φ0.0850.0850全壓系數 ψ0.4810.475-1.25風機效率 η r /%74.674.3-0.40

    表5 №7單級軸流通風機(無前后導葉、輪轂比0.26)

     C 型試驗裝置測量結果B 型試驗裝置D 型試驗裝置測量結果偏差 /%測量結果偏差 /%流量系數 φ0.320.3200.320全壓系數 ψ0.0820.054-34.10.068-17.1風機效率 η r /%64.341.3-35.752.2-18.8

    表6 №7單級軸流通風機(無前后導葉、輪轂比0.41)

     C 型試驗裝置測量結果B 型試驗裝置D 型試驗裝置測量結果偏差 /%測量結果偏差 /%流量系數 φ0.260.2600.260全壓系數 ψ0.0910.060-34.10.074-18.6風機效率 η r /%69.246.9-32.256.6-18.2

    表7 №6.7單級軸流通風機(無前后導葉、輪轂比0.2)

     C 型試驗裝置測量結果B 型試驗裝置測量結果偏差 /%流量系數 φ0.20.20全壓系數 ψ0.08230.0706-14.2風機效率 η r /%0.6080.539-11.3

    以上結果說明對同一臺風機分別采用B、C、D型試驗裝置進行試驗,其試驗結果存在一定的差異。在佳工況點,C型試驗壓力系數高,風機效率高。以7-28№5A離心通風機為例(見表3),B型與C型試驗相比全壓系數下降7.1%;風機效率下降7.7%;D型試驗與C型試驗相比,全壓系數下降1.5%,風機效率下降1.7%。以№7單級軸流通風機為例(見表5), B型試驗與C型試驗相比,全壓系數下降34.1%,風機效率下降35.7%;D型試驗與C型試驗相比,全壓系數下降17.1%,風機效率下降18.8% ??梢姴捎肈型試驗與采用C型試驗其結果相比,7-28№5A離心通風機相差甚微。 

    3 比對結果分析

    3.1 進口流場對風機做功能力的影響

    C 型試驗為進口管道進氣,出口自由出氣;而B型試驗為進口自由進氣,出口管道出氣。所以當氣流進入風機時,其進口流場是不同的[5]。對№7單級軸流通風機進行了B型試驗,隨后在風機進口加了3個D(D為進風口直徑)長的直管段,又進行了B型試驗,前后性能曲線對比和佳工況點性能偏差分別見圖7和表8。

    圖7 輪轂比0.41軸流通風機無因次性能對比曲線圖

    表8 №7單級軸流通風機(無前后導葉、輪轂比0.41)

    B 型試驗裝置測量結果B 型試驗裝置(進口加3個D長直管)測量結果偏差 /%流量系數 φ0.260.260全壓系數 ψ0.0600.066+10風機效率 η r /%46.950.9

    由以上結果看出,在佳工況點,進口加了一段直管后,全壓系數提高10%,風機效率提高8.5%。這說明風機進口加了一段直管后改變了風機的進氣狀況,風機的進口流場得到了改善,從而使葉輪增強了做功能力。所以進口流場對風機做功能力的影響是導致B型試驗性能降低的原因之一。

    3.2 風機出口壓力損失的影響

    1) 對于離心風機,氣體由葉輪做功后通過機殼排出,如進行C型試驗氣體直接排向大氣,進行B型試驗氣體則排向管道。圖8和圖9為兩種機殼的出氣型式。圖8中機殼出口處有一擴壓段,將一部分動壓轉變為靜壓,但此處擴散側的氣流通過出口流入管道時會產生渦流,必然存在壓力損失。而圖9機殼出口處沒有擴壓段,氣流通過出口流入管道時就沒有這部分損失。

    圖8 7-28№5A和5-55№5A機殼型式圖

    圖9 5-41№7.7D機殼型式圖

    由以上比對數據和曲線可看出5-41№7.7D離心通風機采用B型試驗與C型試驗的結果相差甚小,而5-55№5A 離心通風機和7-28№5A離心通風機的B型試驗與C型試驗結果具有一定差異。說明當進行B型試驗時,圖8中機殼擴散側的氣流通過出口流入管道時會產生渦流,也是導致B型試驗性能降低的原因之一。

    本試驗軸流通風機均為無后導葉,所以氣流出口的絕對速度方向可能不是軸向的,如果葉輪出口絕對速度方向偏離軸線角度越大,此處的局部損失就越大。加之輪轂比的影響,氣流流經出口環形到圓形的截面變化,必然導致突然擴大損失,這些損失的疊加也是導致軸流風機B型試驗性能降低的原因之一。

    3.3 壓力損失的大小與損失系數和動壓有關

    7-28№5A離心通風機和5-55№5A離心通風機為相同的機殼出口型式(擴散角也相同),二者在相同轉速和密度下的佳工況點的出口流速和動壓。
      通過比對結果分析,對于同一臺風機采用不同的風管試驗裝置,其試驗結果存在差異。并且同樣采用不同風管試驗裝置,風機類型不同,性能試驗結果差異大小也不同。但這只是初步的分析,還需要大量的試驗進行深入的研究。但要說明的是,對于受檢風機進行性能試驗時,要考慮用戶現場的使用情況采用試驗裝置,這一點至關重要。

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