[宝典]大年夜型风机流量和压力测量方法的研究与应用

[宝典]大年夜型风机流量和压力测量 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的研究与应用 大型风机流量和压力测量方法的研究与应用 Research and Application on Measurement for Flow And Pressure of Large Fan 唐俊锐 殷忠民 朱建国/上海理工大学 编者按:流体力学证实～流线型入口的圆筒内某截面上的静压是相等的。 摘要:针对大型风机(叶轮直径,5m)不适合采用标准测量装置测量其流量与压力这一现状，提出了分体式组合动压管测量法，阐述说明了测量的原理及结构。并通过试验对这一测量方法进行了可行性验证。 关键词:大型风机 流量 压力 测量 中图分类号:TH321.1 文献标识码: B 文章编号:1006-8155(2005)02-0008-04 Abstract: Aimed at the status quo, standard measuring unit being unsuitable for measure flow rate and pressure of large fan (diameter of impeller>5m). Fission-combination dynamic pressure pipe measurement is put forward. Principle and structure of the measurement set forth.. Feasibility of the measurement is validated through the test. Key words:Fan Flow rate Pressure Measurement 外界气候环境的影响，流场易发生波动，从1 引言 国家标准GB/T1236-2000《工业通风机而影响测试精度;再加上风机尺寸很大，气用标准风道进行性能试验》在风机性能测试流流道的长度相对于风机叶轮直径短，因此方面给出了非常详尽的测试方法，然而对于流场的均匀性在装置结构上就难以得到保大型风机(叶轮直径,5m)，若完全依照该证，这会造成较大测量误差。针对这一现状，标准搭建测试台测试其性能，在装置费用、提出采用分体式组合动压管法对大型风机的人力耗费、测试台占地面积等方面花费巨大, 流量和压力进行测量。 几乎难以承受,因此研究更适用的测试方法2 试验装置与测量原理及方法 就尤其必要。在测试大型风机性能时，测量 参数:大气压力、大气温度、湿度、风机转2.1 试验装置 速、功率和噪声等都可用常规方法进行测量，根据GB/T1236-2000，对于标准化风道试但受风机外形尺寸的影响，流量与压力的测2341 量相对较困难。 目前测量大型风机流量通常都采用皮托 静压管横动法。由于受流道中流场不均匀性 6757的影响，在同一测量截面需对多个点进行测 1.进口喇叭口 2.皮托管测孔 3.调节风阀量，测试时间长、劳动强度大，测点的准确4.风机 5.整流网 6.测量管段 7.方圆接管定位也难以控制。在长时间测量过程中由于图一 模拟试验装置示意图 验只能用在圆形管道中皮托静压管横动的测采用皮托静压管横动法进行流量和压力量方法。为了验证分体式组合动压管法的可的测量。测点布置见图2。依照行性，搭建了一个模型试验装置，其结构见 GB/T1236-2000在风管 图1。在相同条件下，采用两种不同的测量 方法对同一台风机的流量与压力进行测量: 一种方法是公认的皮托静压管横动法;另一 种方法是分体式组合动压管法。整套试验装 置模拟大型风机测试现场，主要的测量仪器 有:倾斜式微压计、皮托管(已校验)、数字 温度计、动槽水银气压计、分体式组合式动 压管及直尺等。其中试验的风管直径 图2 测点布置图D=400mm。 N 2.2 测量原理和方法 A - AA微压计接口差与静压，管子中心连接处导通，除留一个 管口作为测量接口外，其余3个管口都密封。 根据等环面积法在每根总压管和静压管上布a0.021DA 环I0.117D放大0.184D置5个测点，在每个测点处分别焊接总压引0.345Dbf0.655DB 环管和静压引管，引管长度参考皮托管鼻管长I0.816D0.883DA度。然后将总压管与静压管交错45度安装在0.979D总压管结构图C 环D=400ec原皮托管测孔截面处，总压引管的开口迎着BB - B微压计接口D 环气流测量总压，静压引管开口垂直于气流测d II量静压。测试中通过倾斜微压计测量截面的放大图二 测点布置图平均压差与静压值，通过平均值计算风 机的流量和压力。 II B皮托静压管横动法计算公式如下:静压管结构图 图三 分体式组合动压管结构简图流 量: Q , A ， (m/h) 2,3式中 A —— 测量截面面积，m2,p同一测量截面的3个直径方向按线性法选用 平均速度: , (m/s) ,24个测点，由倾斜微压计测出截面上各测点,n的压差和静压，计算出测量截面的平?pps风机静压: P,(p) /n (pa) ,ss j,j1均压差和静压，获得风机的流量与压?pps n力。 平均压差:,p,(,p)/n (pa),j,j1采用分体式组合动压管法进行流量和压3ρ —— 测量截面气流密度，kg/m力的测量。设计的分体式组合动压管由总压 管、静压管及相应的引管组成，其结构见图 p—— 各测点静压值，Pas j 3。总压管与静压管均采用4根不锈钢管焊接 成十字形状。为了一次获得测量截面平均压 N —— 测量截面测点数算公式不同之处在于多点测量，自动取加权 ?p平均值，一次测得测量截面的平均压差 ?p—— 测量截面测点测得压差，Pa 和静压，然后计算流量与压力。j 分体式组合动压管法计算公式与上述计 3 试验结果与分析 3.1 皮托静压管横动法试验数据见表1。 表1 a点压力/Pa B点压力/Pa c点压力/Pa d点压力/Pa e点压力/Pa f点压力/Pa 环号 压差 静压 压差 静压 压差 静压 压差 静压 压差 静压 压差 静压 A环 31.56 71.54 31.56 70.56 32.34 70.95 32.34 71.54 31.36 70.56 34.3 70.95 B环 32.34 71.54 34.69 71.15 34.3 70.95 32.93 71.54 37.24 70.76 31.95 71.54 C环 35.28 72.13 35.08 71.74 32.34 71.54 36.26 71.54 38.22 70.76 35.48 71.54 D环 38.22 71.74 31.36 72.13 34.3 72.13 37.24 70.95 34.3 72.13 34.3 71.54 3.2 皮托静压管横动法计算结果见表2。 表2 a点速度 b点速度 c点速度 d点速度 e点速度 f点速度 平均速度 环号 (m/s) (m/s) (m/s) (m/s) (m/s) (m/s) (m/s) A环 7.05 7.05 7.14 7.14 7.03 7.35 7.13 B环 7.14 7.4 7.35 7.21 7.66 7.1 7.31 C环 7.46 7.44 7.14 7.56 7.76 7.48 7.47 D环 7.76 7.03 7.35 7.66 7.35 7.35 7.42 3平均压差 34.13(Pa) 平均速度 7.33(m/s) 平均静压 71.39(Pa) 计算流量 3315.8(m/h) 3.3 两种测量方法数据比较见表3。 表3 3项 目 平均压差p/ Pa 平均静压 /Pa 计算流量/(m/h) ?psFt “皮托静压管法”数据 34.13 71.39 3315.8 “分体式组合动压管法”数据 34.3 72.52 3372.72 偏 差 ，1.08 , ，1.58 , ，1.72 , 两种测试方法数据比较，其偏差不超过2%，在工程允许范围。因此采用分体式组合动压管法测量风机流量和压力是可行的。 4 应用实例 根据市场需求，江苏申海集团开发研制了一种特大型冷却风机，其主要设计性能参数见表 4。 表4 3风机的直径/ m 设计流量/(m/h) 设计全压/ Pa 设计转速/(r/min) 配用功率/ kW 9.76 560 88 70 90 测量装置见图4。采用分体式组合动压在测压管的布置方面，由于圆周与径向 管法对其流量和压力进行测量。存在气流速度不等的现象，为了减小平均总 压与平均静压的测量误差，在测量截面上各风机出口侧通大气，为了准确测量流量布置了6根总压管和静压管，布置如图5所 示。每根总压管和静压管的测孔按10等分的9.86 m 等环面积法布点，总压管与静压管沿圆周交叶 轮电 机齿轮箱错排列。在整个测量截面分别布置总压和静静压测压管加强管总压测压管整 流 网压测孔各60个，然后将所有总压管与静压管 L1近2 m整 流 栅分别汇集在一处，联接压力传感器。根据测L2 量结果计算风机的流量和压力。为了获得风玻璃钢支撑体支撑架 机的性能曲线，在测量装置进气侧装有可调可调百叶窗百 地 面 叶窗调节工况点，测试性能结果见图6。 流 量 - 效 率 . 流 量 - 功 率图四 测量装置示意简图流 量 - 压 力 . 流 量 - 噪 声 曲 线效率140100η和压力，测量截面选在风机进口。风机的流in(%)13090量通过在风机进口处的平均动压算出，风机 80120的静压通过测量该截面的平均静压和平均动全压 PF70压获得，利用平均静压与流量计算出风机的110(Pa) 60全压。 内功率100inP50(kw)根据流体力学原理，进入测量平面的90`40噪声气流必须平直而无旋。为了保证测量值准确，ACL80dB(A)30可采用如下措施:在风机进口处，外径9.86m7020与内径0.86m的环形空间内布置200mm× 6010200mm的方形整流栅，用来消除漩涡;同时 500为了进一步减小漩涡影响，均化环形空间的4304554805055305555803流 量Qv (m/s)流速，在流量与压力的测量截面前布置了整 全压(Pa)内功率(kw)噪声(dBA)全压效率(%)静压效率(%)流网。保证测量截面的气流无旋和流速均匀。 图6 风机性能曲线图A1B6B1整流栅5 结束语 A6A2静压测压管在测量大型风机性能时，由于采用分体 式组合动压管法，测量时间短，测试数据稳B5B2 定。试验装置成本低，操作简便。配备相应总压测压管 的传感器，可以实现自动化测量。A5A3 B4B3A4 注:A1 - A6是总压测管，B1 - B6是静压测管. 图五 总压管与静压管布置图