風(fēng)機(jī)性能測試教材

1、上海德惠特種風(fēng)機(jī)有限公司通風(fēng)機(jī)測試學(xué)習(xí)資料2010年5月通風(fēng)機(jī)測試技術(shù)由于通風(fēng)機(jī)內(nèi)氣體流通的復(fù)雜性。目前還很難用單純理論計(jì)算方法十分準(zhǔn)確地求得同流部分的各種損失的數(shù)據(jù)。所以尚不能以理論計(jì)算方法獲得全部特性曲線。這樣試驗(yàn)的方法開展通風(fēng)機(jī)的研究或?qū)σ延挟a(chǎn)品求得其真實(shí)性能就尤其顯得重要。 通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)工作，一般包括空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)和機(jī)械性能試驗(yàn)等，這些試驗(yàn)是在通風(fēng)機(jī)作了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)考核后進(jìn)行的。通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)的目的，在于通過測試與計(jì)算，求得通風(fēng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下的流量、壓力、所消耗功率、效率、噪音等是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的要求及其相互關(guān)系，并繪制其特性曲線。因此，通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)是保證通風(fēng)機(jī)質(zhì)量和獲得通風(fēng)機(jī)性能特

2、性的一項(xiàng)重要工作。通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)概述1. 產(chǎn)品性能試驗(yàn)（驗(yàn)證試驗(yàn)）通風(fēng)機(jī)制造廠對(duì)試制或改進(jìn)后的新產(chǎn)品必須進(jìn)行性能試驗(yàn)。試驗(yàn)的內(nèi)容為機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)考核、空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)及噪聲性能試驗(yàn)。其目的在于詳細(xì)地測出通風(fēng)機(jī)的空氣動(dòng)力性能及噪聲性能參數(shù)。獲得其特性曲線。并檢查這些參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)也考核了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。2. 產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)試驗(yàn)產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)試驗(yàn)（簡稱出廠試驗(yàn)），是對(duì)每臺(tái)通風(fēng)機(jī)出廠前的檢查，其試驗(yàn)內(nèi)容：對(duì)每臺(tái)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)考核。以及進(jìn)行空氣動(dòng)力性能和噪聲性能測定。對(duì)于生產(chǎn)質(zhì)量已經(jīng)穩(wěn)定的產(chǎn)品，除了對(duì)每臺(tái)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)考核外，可以對(duì)每批同型號(hào)機(jī)號(hào)的通風(fēng)機(jī)只進(jìn)行空氣動(dòng)力的抽試，以及按照對(duì)通風(fēng)機(jī)噪聲

3、性能的要求來確定噪聲性能的抽試。3. 通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場試驗(yàn)通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場試驗(yàn)，是指在實(shí)際使用場所上進(jìn)行的通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)，這種試驗(yàn)盡管受到使用條件和測量條件的限制，常常不容易獲得通風(fēng)機(jī)整個(gè)工況范圍的性能和精確的測量參數(shù)。但是特別是對(duì)于大型通風(fēng)機(jī)以及特殊用途的通風(fēng)機(jī)來說，制造廠常常缺乏試驗(yàn)條件，在這種情況下，通風(fēng)機(jī)現(xiàn)場試驗(yàn)是十分必要的，此外，現(xiàn)場試驗(yàn)對(duì)于了解通風(fēng)機(jī)的實(shí)際使用情況，合理選用風(fēng)機(jī)和進(jìn)行風(fēng)機(jī)改造都有較大意義。4. 通風(fēng)機(jī)研究實(shí)驗(yàn)為了研制高效率的新產(chǎn)品或特種用途的通風(fēng)機(jī)，常常需要通過風(fēng)機(jī)模型或?qū)嵨锏拇罅吭囼?yàn)工作。來獲得合理的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)及空氣動(dòng)力參數(shù)。在這種試驗(yàn)中將根據(jù)研究工作的需要，可以對(duì)整機(jī)的空

4、氣動(dòng)力性能、噪聲性能和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況作專門的測定。亦可以對(duì)一些通流部件的氣動(dòng)性能進(jìn)行專門的測定。有時(shí)對(duì)主要零部件，如葉輪等進(jìn)行強(qiáng)度方面的試驗(yàn)。一、 定義1. 管道的截面積Ax管路截面的面積2. 通風(fēng)機(jī)進(jìn)口面積A1通常，取機(jī)殼進(jìn)口平面的總面積作為進(jìn)口的面積3. 通風(fēng)機(jī)出口面積A2通常，取機(jī)殼出口平面的總面積作為出口的面積4. 干球溫度td干球溫度是試驗(yàn)環(huán)境中，靠近通風(fēng)機(jī)進(jìn)口和風(fēng)道進(jìn)口的干熱敏元件測得空氣溫度。5. 濕球溫度tw 濕球溫度是吸濕線覆蓋且露在空氣中的濕熱敏元件測得的空氣濕度。6. 大氣壓力pa 通風(fēng)機(jī)的自由大氣的絕對(duì)壓力。7. 通風(fēng)機(jī)全壓pF通風(fēng)機(jī)的靜壓和通風(fēng)機(jī)的動(dòng)壓之和值。8. 通風(fēng)

5、機(jī)動(dòng)壓pd 通風(fēng)機(jī)出口的平均動(dòng)壓，由質(zhì)量流量、出口平均氣體密度和通風(fēng)機(jī)出口面積進(jìn)行計(jì)算。pd=1/2V2通風(fēng)機(jī)出口處氣體密度Kg/ m3V通風(fēng)機(jī)出口處氣流速度m/s9. 的通風(fēng)機(jī)靜壓psF通常規(guī)定為通風(fēng)機(jī)全壓減去通風(fēng)機(jī)動(dòng)壓。10. 電機(jī)輸入功率Pe電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置端子上供給的電功率。11. 通風(fēng)機(jī)軸功率Pa供給通風(fēng)機(jī)軸的機(jī)械功率。二、 常用符號(hào)和單位符號(hào)術(shù)語單位Ax管路截面x的面積m2D風(fēng)管直徑mDr葉輪外徑mg重力加速度（9.807）m/ s2n葉輪轉(zhuǎn)速r/minpa通風(fēng)機(jī)的大氣壓PapF通風(fēng)機(jī)全壓PapsF通風(fēng)機(jī)靜壓Papd通風(fēng)機(jī)動(dòng)壓Pa N風(fēng)機(jī)軸功率WPe電機(jī)輸入功率Wta環(huán)境溫度td干球溫

6、度計(jì)溫度tw濕球溫度計(jì)溫度v某一點(diǎn)的氣體速度m/s氣體密度Kg/ m3LAA聲級(jí)dB(A)三、 測試裝置的類型及其特性標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)管下試驗(yàn)的工作流體應(yīng)是大氣，其壓力的溫度應(yīng)在正常大氣范圍內(nèi)。有兩大類型測試裝置1. 風(fēng)管式試驗(yàn)裝置進(jìn)氣試驗(yàn)裝置：在通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口端面連接測試風(fēng)管，而出氣端開向大氣。出氣試驗(yàn)裝置：進(jìn)氣口開向大氣，出氣口端面與測試風(fēng)管相連接。進(jìn)出氣試驗(yàn)裝置：通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口和出風(fēng)口連接測試風(fēng)管。2、風(fēng)室式試驗(yàn)裝置進(jìn)氣風(fēng)室試驗(yàn)裝置：通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口端與風(fēng)室的腔室出口相連接。四、測試儀器、儀表使用方法及注意事項(xiàng)通風(fēng)機(jī)性能測試整個(gè)流程中，應(yīng)用許多的測量儀器、儀表。例如：噪音計(jì)、振動(dòng)儀、轉(zhuǎn)速表、空盒壓力表、

7、鉗形表、電流表、瓦特表、皮托管、多量程傾斜式微壓計(jì)、U形壓力管等等。1. 噪音計(jì)（圖1）dB 使用方法 把海綿球套在麥克風(fēng)上。 打開（OFF）,檔位范圍35100、65130和A聲級(jí)、C聲級(jí)。我們現(xiàn)用A聲級(jí)。 測量進(jìn)行，離開風(fēng)機(jī)出口或者進(jìn)口按噪聲國家標(biāo)準(zhǔn)的位置進(jìn)行讀數(shù)。（圖1） 注意事項(xiàng) 請(qǐng)勿長期存放高溫、高濕的地方。 麥克風(fēng)頭請(qǐng)勿敲擊并保持干燥。 長時(shí)間不使用，請(qǐng)取出電池。 在室外測量噪音的場合，可在麥克風(fēng)頭裝上海綿球，避免麥克風(fēng)直接被風(fēng)吹到而測到無關(guān)系的雜音。2. 測振儀（圖2） 使用方法 未開啟電源前用傳感器電纜線將壓電傳感器與儀器頂端的輸入插座連接。 選擇好傳感器在振動(dòng)體上的安放形式（

8、可選擇手持式探針，磁性吸座或用M5螺栓連接。 根據(jù)測量要求選擇被測的風(fēng)機(jī)，并將撥動(dòng)開關(guān)撥到相應(yīng)的位置。 開啟電源，按照振動(dòng)國家標(biāo)準(zhǔn)的位置進(jìn)行測量，測得過程中可任意選擇振動(dòng)儀的檔位，在顯示窗口得到要測量的振動(dòng)值。 振動(dòng)儀有三檔：加速度（m/ s2 ）、速度（mm/s）、位移（mm）。（圖2） 注意事項(xiàng) 儀器不應(yīng)在強(qiáng)電磁場干擾或腐蝕性氣體的環(huán)境中使用。 儀器應(yīng)避免強(qiáng)烈的振動(dòng)和沖擊。 測量時(shí)應(yīng)合理放置傳感器電纜線。以免電纜線晃動(dòng)，造成讀數(shù)不穩(wěn)定。 儀器靈敏度是按照所配傳感器的靈敏度在出廠時(shí)調(diào)準(zhǔn)，調(diào)換傳感器時(shí)，一般應(yīng)對(duì)儀器重新校對(duì)。 儀器長時(shí)間不使用，應(yīng)取出電池，以免腐蝕機(jī)件。 儀器每次測量完畢，務(wù)必

9、及時(shí)關(guān)斷電源，以延長電池的使用壽命。3. 多量程傾斜式微壓計(jì)（圖3）mmH2O 使用操作步驟 從包裝箱里取出微壓計(jì)，放在平整的工作臺(tái)上。使多向閥上“+”對(duì)齊1號(hào)接咀。 調(diào)水平：調(diào)節(jié)底座下前面兩個(gè)調(diào)節(jié)螺釘，使水準(zhǔn)器的氣泡位于中心位置。調(diào)零位：轉(zhuǎn)動(dòng)零位調(diào)節(jié)器旋轉(zhuǎn)，觀察工作液體的零位，反復(fù)幾次加、減工作介質(zhì)，零位保持穩(wěn)定，則調(diào)零位達(dá)到要求。 根據(jù)被側(cè)壓力的大小，將測量管于置在相應(yīng)的傾斜常數(shù)上。才可進(jìn)行壓力測量。（圖3） 注意事項(xiàng) 搬動(dòng)微壓計(jì)時(shí)，應(yīng)握住底座。切勿提拿弧形支架或測量管支架。 為保證壓力準(zhǔn)確，一定使用為無水乙醇（酒精）。 儀表應(yīng)保持清潔，并且將微壓計(jì)放入包裝箱內(nèi)。4. 空盒氣壓表（圖4）P

10、a 使用方法 使用時(shí)請(qǐng)將空盒氣壓表水平放置。 讀數(shù)前用手指輕輕扣敲儀器外殼或表面玻璃，以消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的摩擦。 觀察時(shí)指針與鏡面指針相重疊，此時(shí)指針?biāo)笖?shù)值即為氣壓表示值，讀數(shù)精確到小數(shù)一位。（圖4） 注意事項(xiàng) 儀器工作時(shí)必須水平放置、以防止傾斜造成的讀數(shù)誤差。 儀器應(yīng)存放在干燥、空氣流通、無腐蝕氣體和劇烈震動(dòng)的地方。5. 鉗形表（圖5）電流表（圖6）A （圖5） （圖6）(一) 鉗形表在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用的比較多，也就是說出廠試驗(yàn)。首先把量程旋鈕旋至所需的量程上，然后按下扳手打開鉗口鉗住導(dǎo)線，把導(dǎo)線放置在儀器鉗口中央，松開扳手使鉗口充分合上，看顯示器上的電流值。(二) 電流表運(yùn)用在形式試驗(yàn)中比較多

11、，例如我們的通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)，利用導(dǎo)線穿過電流互感器，經(jīng)過電器箱進(jìn)行讀數(shù)。6. U型壓力管（圖7）mmH2OU型壓力管是根據(jù)兩根玻璃管，使其一根連接通風(fēng)機(jī)的壓力，看其它們之間差距，讀取壓力數(shù)值。讀數(shù)時(shí)要垂直擺放，以免傾斜讀數(shù)有誤差，而且移動(dòng)時(shí)要小心輕放，避免儀器受到強(qiáng)烈震動(dòng)。（圖7）7. 瓦特表（圖8）W使用時(shí)儀表應(yīng)放置水平位置，盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電流導(dǎo)線和強(qiáng)磁性場質(zhì)，以免儀表真加誤差。儀表指針如不在零位時(shí)，可以利用表蓋上的調(diào)節(jié)器調(diào)整。根據(jù)所需測量范圍將儀表接入電路，在通電前，必須對(duì)線路中的電流或電有所估計(jì)，避免超載，使儀表遭到損壞。（圖8）8. 皮托管（圖9）Pa正確接入風(fēng)管利用托架把皮托管托好，皮

12、托管頭部迎著氣流方向、水平放置，與氣流方向成垂直。尾部兩頭分別是測量靜壓和全壓。（圖9）9. 轉(zhuǎn)速表 r/min 轉(zhuǎn)速表有測量的方式有手持式和崗位式兩種，在風(fēng)機(jī)靜止不動(dòng)時(shí)，剪下一塊反射貼紙，貼好反射紙后開啟風(fēng)機(jī)，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后用轉(zhuǎn)速表，使紅色光束與被測目標(biāo)成一條直線，開始測量。測量時(shí)注意反射貼紙面積不能太小，如果是手持式的轉(zhuǎn)速表時(shí)，手臂盡量不要抖動(dòng)以免測量誤差。五、測試的基本項(xiàng)目及方法1. 通風(fēng)機(jī)在試驗(yàn)中就是要通過一定的測量方法，獲取其性能的基本參數(shù)，為了便于分析各種參數(shù)的測量方法。所謂測量就是用實(shí)驗(yàn)的方法來決定被測物理量與所采用的測量單位之間的數(shù)值關(guān)系。根據(jù)得到測量結(jié)果的方式，測量可分直接測量和

13、間接測量法。2. 測試的基本項(xiàng)目大氣壓力（Pa）可利用圖1中的儀表進(jìn)行測量，試驗(yàn)空間的大氣壓力應(yīng)在通風(fēng)機(jī)進(jìn)口和出口段中心之間的平均高度上的確定，其誤差應(yīng)不應(yīng)該超過±0.2%。直接儀表讀出讀數(shù)并且記錄。溫度和濕度（） 溫度可以利用干濕度計(jì)可以記錄風(fēng)道進(jìn)氣條件的位置進(jìn)行測量。測試時(shí)每個(gè)點(diǎn)都要記錄，測試好后溫度和濕度都取平均值并且記錄，以便換算。進(jìn)口壓力、出口壓力（Pa）壓力的測量，進(jìn)氣風(fēng)管裝置時(shí)測進(jìn)口壓力，出口風(fēng)管裝置時(shí)測出口壓力。用皮托管（圖9）在圓形的風(fēng)道在一定的截面上均勻取點(diǎn)，進(jìn)行測量壓力，進(jìn)行平均計(jì)算。流量壓差（Pa）流量的測定：流動(dòng)實(shí)際上應(yīng)無渦流。在這種放寬的條件下，允許采用兩

14、種基本的流量測量方法：使用管理內(nèi)流量計(jì)或橫動(dòng)法。我們所采用的是橫動(dòng)法，因?yàn)闄M動(dòng)法比較方便，制造成本比較低，所以現(xiàn)在風(fēng)機(jī)單位此方法也比較多。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min)通風(fēng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)在每一測試點(diǎn)的試驗(yàn)期間，定期進(jìn)行測量以保證平均軸轉(zhuǎn)速的誤差。轉(zhuǎn)速的測量方法有：測量期間轉(zhuǎn)速的數(shù)字計(jì)數(shù)器、轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器、直接指示的機(jī)械或電氣轉(zhuǎn)速表、閃光測頻法、頻率計(jì)。我們所用的是閃光測頻法。功率（W）電測法：可用電氣儀表可以測量，現(xiàn)我們使用鉗形表（圖5）和電流表（圖6）測得電流，經(jīng)過電流可以換算出風(fēng)機(jī)所消耗的功率,可以直接用瓦特表（圖8）根據(jù)所需測量范圍將儀表接入電路，直接測量風(fēng)機(jī)所消耗的功率。扭矩法：采用扭矩測量儀和平

15、衡電機(jī)測量。噪音 (dB(A)噪聲測點(diǎn)到聲源點(diǎn)的距離，測量風(fēng)機(jī)進(jìn)、出氣口噪聲時(shí)，當(dāng)葉輪直徑小于或等于1m時(shí)，取標(biāo)準(zhǔn)長度為1m；當(dāng)葉輪直徑大于1m時(shí)，取標(biāo)準(zhǔn)長度等于葉輪直徑。噪聲計(jì)的計(jì)權(quán)檔使用A檔，測量地點(diǎn)應(yīng)避免背景噪音影響，背景A聲級(jí)與被測聲源至少低于10db。六、 尺寸測量及面積確定 尺寸測量：測量風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口尺寸算出截面積，應(yīng)與風(fēng)管的參考橫截面基本相同，公差在±5%以內(nèi)。以便確定標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)道和其他輪廓清晰地規(guī)則段內(nèi)的橫截面積，測試風(fēng)管的選擇根據(jù)尺寸測量截面積確定后，可以和用戶的安裝形式中選擇最接近其應(yīng)用的形式來選擇測試風(fēng)管裝置的形式。形式最主要有以上四種常見的測試裝置。七、 皮托管

16、截面取點(diǎn)的方法皮托管測點(diǎn)（每個(gè)直徑上8個(gè)）應(yīng)該位于距該風(fēng)道的內(nèi)壁一側(cè)的距離為下面給出的極限之內(nèi)，最小位置公差是±1mm除外。 0.021D±0.0006D 0.655D±0.005D 0.117D±0.0035D 0.816D±0.005D0.184D±0.005D 0.883D±0.0035D0.345D±0.005D 0.979D±0.0006D八、 風(fēng)管動(dòng)壓和靜壓測點(diǎn)位置的確定我們公司現(xiàn)有進(jìn)氣風(fēng)管和出氣風(fēng)管，風(fēng)管測點(diǎn)根據(jù)各類測量裝置，按照GB/T1235-2000測試標(biāo)準(zhǔn)：出氣風(fēng)管按出風(fēng)口連接件起到

17、測動(dòng)壓和靜壓點(diǎn)是大于8.5倍的風(fēng)管直徑。進(jìn)氣風(fēng)管按進(jìn)氣口連接件起到測動(dòng)壓和靜壓點(diǎn)大于1.5倍的風(fēng)管直徑。九、 測試結(jié)果的計(jì)算1. 動(dòng)壓 Pa用多量程傾斜壓力計(jì)測得讀數(shù)是mmH2O要換算成Pa pd=讀數(shù)*傾斜系數(shù)*9.8072. 靜壓 Pa用多量程傾斜壓力計(jì)和U型管測得讀數(shù)mmH2O要換算成Pa 多量程傾斜壓力計(jì)：psF= 讀數(shù)*傾斜系數(shù)*9.807 U形管 ：psF= 讀數(shù)*9.8073. 功率用瓦特表算功率N=格數(shù)*KN功率（Kw）K系數(shù)0.2、0.6、1.2K系數(shù)的取值K=I*U/格數(shù)/1000I量程電流 (A)U量程電壓（F）用電流表算功率Pe功率(Kw)I電流（A）U電壓（F）COS

18、功率因素4. 噪音LA= LSA+10Log(QP2 )-19.8LAA聲級(jí)（dB)Q流量(m3/min) P壓力（Pa）風(fēng)機(jī)型式前向多葉后向板型后向機(jī)翼徑向軸流LSA<27<30<25<25<385. 流量 Q=V*3600*Ax Q流量m3/h V風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速m/s Ax風(fēng)管的截面積m2十、 性能測點(diǎn)換算根據(jù)額定風(fēng)量、風(fēng)壓和風(fēng)管來確定風(fēng)機(jī)測試的性能點(diǎn)的換算公式：毫米水柱（mmH2O）=（Q/66.643*60*D2）2*1.2/9.807例如：有一臺(tái)風(fēng)機(jī)DHF-TH-500C,銘牌額定風(fēng)量8750m3/h、全壓1740Pa，轉(zhuǎn)速2100r/min，風(fēng)管直徑0.5m。解：毫米水柱（mmH2O）=（Q/66.643*60*D2）2*1.2/9.807 =（8750/66.643*60*0.52）2*1.2/9.8079.37 mmH2O十一、 測試時(shí)安全事項(xiàng)1. 非專業(yè)人員，不得進(jìn)入測試區(qū)域。2. 測試區(qū)域必須保持清潔無異物。3. 注意用電安全，拆、接電線時(shí)必須切斷電源，并且掛上警示牌。4. 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，任何人不得靠近或垂直于進(jìn)出風(fēng)口。并且測試區(qū)域懸掛警戒線和警示牌。5. 進(jìn)入測試區(qū)域，必須保持衣物整齊，不許開襟。6. 技術(shù)人員或客戶，必須在經(jīng)得同意后，在指定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行檢查。十二