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风机选型与安装
负压风机价格通风机流通特性测试中进、排气风室测量结果的实验研
摘要：利用GB/T1236-2000规定的A型排气风室和进气风室对离心风机和轴流风机分别进行性能测试对比，研究流量、静压、总压及风机效率等试验结果存在的差异和分布的规律。通过大量实验，在仔细分析实验数据的基础上给出相应的结论，并运用流体力学和流体机械的基本理论和原理对结论进行分析。
关键词：通风机；排气风室；进气风室；性能试验；离心风机；轴流风机
0引言
为了测试通风机的流通性能，GB/T1236-2000[1]中规定了多种试验装置和试验方法，但在实际的测试应用中，出现的问题引起了我们的注意：采用某一种风室，对于同一台风机而言，可以采用排气风室和进气风室两种风室进行测量，那么这两种测试方式结果是否会存在差异？对此，我们采用了实验的方法来进行研究。
1实验参数设计
采用GB/T1236-2000中规定的A型风室，流量的测量采用喷嘴作为节流元件，在此采用具有代表性的Φ80喷嘴，选用一台离心风机和一台轴流风机进行实验，其主要技术参数如下：
离心风机：交流380V，流量4.5m3/min，全压300Pa，功率120W；
轴流风机：交流220V，流量6.0m3/min，全压150Pa，功率30W。
2排气风室与进气风室测量时风机工作状态
当用排气风室对风机做性能测试时，风机的出风口接风室进口端，风机的进口压力为大气压力，风机对气体做功后，使其压力升高，风室内的压力高于大气压力，相对压力是一个正值，风机是工作在正压区；而当用进气风室对其做性能试验时，风机的进风口接风室的出口端，出风口端为大气压力，风机做功时是在抽吸风室内的空气，提高其压力，并排向大气中，因此，风室内的压力低于大气压力，相对压力是一个负值，风机工作在负压区内。两者的工作状态发生了改变，进气状态不同[2]，见图1。
3实验结果分析
3.1离心风机试验结果的分析与探讨见图2~5。
一般而言，离心风机的设计总是靠近效率最高处，偏向流量增大的某个点作为设计点，通过上面的试验结果可以知道，静压、总压、风机静效率和风机效率在设计点（Q=3.0m3/min）附近两种风室测量的结果非常接近，偏差不超过1%，这种偏差在流量小于3.0m3/min时依然保持着。但是当流量大于3.0m3/min时，误差是逐渐增大的，这种误差增大的趋势有很好的规律性，即用排气风室测量的结果总是大于进气风室测量的结果。
在大流量区域内，为什么排气风室测量值要比进气风室大？离心风机在大流量的工况下运行时，风机的动压大，而动能大部分要在蜗壳内经过扩压而转变成压力能，在扩压过程中必然会产生压力损失[3]。如果风机出风口接风室的进口，那么上游的损失必然会对下游产生影响，增加了工程的管网阻力；而当风机进风口接风室的出口端时，风机的出风口直接将气体排向大气，压力损失未对测量段造成影响。因此，排气风室测量的静压、总压和效率等参数的值必然高于进气风室测量的结果，风机的动压越大，表现越明显，这种现象已经从测试结果中表现出来了。动压越小，压力损失也就越小，排气风室和进气风室的差值也就越小。
3.2轴流风机试验结果的分析与探讨
从图6可以看出，当该轴流风机在流量Q=2.6m3/min附近时，排气风室与进气风室测量的压力（静压、总压）值总有一个交点，当流量大于该点的流量时，静压和总压变化比较缓慢，而且，用排气风室测量的结果大于用进气风室的测量结果；但是，当测量的流量值小于该点的测量值时，静压和总压变化比较缓慢，这时用排气风室测量的结果却小于用进气风室测量的结果，而且相差的幅度很大，这种情况在接近零流量的情况下表现得非常明显。
对于轴流风机的效率测量而言，从图7可以看出，在流量Q=5.0m3/min附近，两种风室的测量值也有一个交点，规律同压力测量一样，流量大于该点的值时，排气风室测试的效率值高于进气风室的测试的效率值，反之则相反。
从以上的测量结果可以看出，采用两种风室形式对轴流风机的测试影响非常大。为准确地分析偏差的大小，下面我们以排气风室作为基准，来研究偏差的分布规律。
从上面的偏差关系来看，当流量大于2.6m3/min时，排气风室的测量总压比进气风室测量的总压最高偏差高达20%，当流量小于2.6m3/min时，其最低偏差达27.3%；当流量大于5.0m3/min时，排气风室的测量风机效率比进气风室测量的效率偏差最高高达6%，当流量小于5.0m3/min时，其最低偏差达5%。
通过上面的试验结果，分别采用排气风室和进气风室对轴流风机进行测试时，轴流风机的测量结果差别很大，这个问题的确值得我们重视，本文试图用流体力学与流体机械的一般原理作出一些分析[4-7]。
3.2.1 首先研究轴流风机的流通特性。图9为轴流通风机的典型特性曲线。
为了便于分析，可将图9中的曲线分为4个区域，分别对应于图10中的a，b，c，d 4种气流流型。
1）如图10a所示，工作在最佳工况点附近，流动均匀，对应于图9中的a区；
2）如图10b所示，当流量减小时，在动叶顶部最先出现逆流。进口端顶部涡旋产生，使得轴向速度加大，出口速度减小，出口压强下降，见图9中的b区；
3）当流量进一步减小时，如图10c所示，进口端顶部的涡旋逐渐加大，流动开始倾斜，在出口根部出现逆流，出口压强进一步减小。见图9中c区；
4）当流量很小时，进口涡流加大，出口根部失速，导致逆流区加大。轴向速度减小，而出口气流的速度加大，使出口压强重新上升。对应于图9中的d区。
3.2.2研究拐点前后压力的偏差变化。
由图6可以看出，在流量大于2.6m3/min时，排气风室的压力测量值大于进气风室的压力测量值。这主要是由于排气风室与进气风室测量点的位置不同，喷嘴前的管网阻力小，喷嘴后的管网阻力大，因此在相同的流量下，进气风室压力的测量值比排气风室小，因为轴流风机压头比较小，所以在流量比较大，压力比较小的情况下两种风室测得的压力偏差比较明显。当流量为2.6m3/min时，此时的风室内气流流动的雷诺数Re约为5300，处在流动不稳定区，如果流量继续减小，雷诺数会继续减小，逐渐接近层流，其流动情况特别复杂[8]。
3.2.3 效率的相对偏差变化也存在拐点。
因为风机的效率是一个计算的结果，与几个测量值都有关，其测量结果出现图7所示的情况是可能的。
4 结论
用标准化的排气风室和进气风室对离心风机和轴流风机进行性能测试对比的结果表明，两种测试方式所得到的结果存在很大的偏差，离心风机和轴流风机的偏差又具有不同的表现形式，具体阐述如下：
对离心风机而言，偏差主要集中在靠近流量最大的区域，排气风室的静压、总压、风机全压效率和静压效率的测量值大于进气风室的测量值。其主要原因是排气风室测试时，离心风机的扩压损失影响到了下游测量段的结果，而进气风室测量时，这种损失没有影响到测试工程。流量越大，动压越大，扩压损失就越大，测量工程的管网阻力增加，风机静压的测量值增加，导致其它的性能参数随之增大。
对轴流风机而言，性能参数的偏差存在着拐点。当流量大于该点流量时，排气风室测量结果大于进气风室测量结果；当流量小于该点流量时，进气风室测量结果大于排气风室测量结果。这主要和两个因素有关：一是静压的测量位置和管网的流动阻力；二是在流量比较小的情况下，风室内气体的流动状态对轴流风机的性能造成了影响。
参 考 文 献
[1]GB/T1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验[S].北京：中国标准出版社，2001.
[2]王海民.用标准化风室测试通风机流通性能方法的研究[D].上海：上海理工大学动力工程学院，2005：31-43.
[3]罗晟，祁大同，赵复荣，等.离心风机叶轮进口预旋的测量和分析[J].流体机械，2002，30(8)：6-7，34.
[4]陆明琦，顾建明.轴流风机的性能及其测试[J].流体机械，2004，32(6)：30-32.
[5]郭立君.泵与风机[M].北京：水利电力出版社，1986.
[6]张克危.流体机械原理[M].北京：机械工业出版社,2000.
[7]朱正林，徐治皋，殷忠明.进气风室与进气风管对风机性能测试的差异[J].风机技术，2003（3）：15-18.
[8]蒋旭平.风扇绕流的可视化和流场的特性研究[C].黄山：中国力学学会第二届全国流动显示学术会议论文集.1986，143-144.
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1实验参数设计
采用GB/T1236-2000中规定的A型风室，流量的测量采用喷嘴作为节流元件，在此采用具有代表性的Φ80喷嘴，选用一台离心风机和一台轴流风机进行实验，其主要技术参数如下：
离心风机：交流380V，流量4.5m3/min，全压300Pa，功率120W；
轴流风机：交流220V，流量6.0m3/min，全压150Pa，功率30W。
2排气风室与进气风室测量时风机工作状态
当用排气风室对风机做性能测试时，风机的出风口接风室进口端，风机的进口压力为大气压力，风机对气体做功后，使其压力升高，风室内的压力高于大气压力，相对压力是一个正值，风机是工作在正压区；而当用进气风室对其做性能试验时，风机的进风口接风室的出口端，出风口端为大气压力，风机做功时是在抽吸风室内的空气，提高其压力，并排向大气中，因此，风室内的压力低于大气压力，相对压力是一个负值，风机工作在负压区内。两者的工作状态发生了改变，进气状态不同[2]，见图1。
3实验结果分析
3.1离心风机试验结果的分析与探讨见图2~5。
一般而言，离心风机的设计总是靠近效率最高处，偏向流量增大的某个点作为设计点，通过上面的试验结果可以知道，静压、总压、风机静效率和风机效率在设计点（Q=3.0m3/min）附近两种风室测量的结果非常接近，偏差不超过1%，这种偏差在流量小于3.0m3/min时依然保持着。但是当流量大于3.0m3/min时，误差是逐渐增大的，这种误差增大的趋势有很好的规律性，即用排气风室测量的结果总是大于进气风室测量的结果。
在大流量区域内，为什么排气风室测量值要比进气风室大？离心风机在大流量的工况下运行时，风机的动压大，而动能大部分要在蜗壳内经过扩压而转变成压力能，在扩压过程中必然会产生压力损失[3]。如果风机出风口接风室的进口，那么上游的损失必然会对下游产生影响，增加了工程的管网阻力；而当风机进风口接风室的出口端时，风机的出风口直接将气体排向大气，压力损失未对测量段造成影响。因此，排气风室测量的静压、总压和效率等参数的值必然高于进气风室测量的结果，风机的动压越大，表现越明显，这种现象已经从测试结果中表现出来了。动压越小，压力损失也就越小，排气风室和进气风室的差值也就越小。
3.2轴流风机试验结果的分析与探讨
从图6可以看出，当该轴流风机在流量Q=2.6m3/min附近时，排气风室与进气风室测量的压力（静压、总压）值总有一个交点，当流量大于该点的流量时，静压和总压变化比较缓慢，而且，用排气风室测量的结果大于用进气风室的测量结果；但是，当测量的流量值小于该点的测量值时，静压和总压变化比较缓慢，这时用排气风室测量的结果却小于用进气风室测量的结果，而且相差的幅度很大，这种情况在接近零流量的情况下表现得非常明显。
对于轴流风机的效率测量而言，从图7可以看出，在流量Q=5.0m3/min附近，两种风室的测量值也有一个交点，规律同压力测量一样，流量大于该点的值时，排气风室测试的效率值高于进气风室的测试的效率值，反之则相反。
从以上的测量结果可以看出，采用两种风室形式对轴流风机的测试影响非常大。为准确地分析偏差的大小，下面我们以排气风室作为基准，来研究偏差的分布规律。
从上面的偏差关系来看，当流量大于2.6m3/min时，排气风室的测量总压比进气风室测量的总压最高偏差高达20%，当流量小于2.6m3/min时，其最低偏差达27.3%；当流量大于5.0m3/min时，排气风室的测量风机效率比进气风室测量的效率偏差最高高达6%，当流量小于5.0m3/min时，其最低偏差达5%。
通过上面的试验结果，分别采用排气风室和进气风室对轴流风机进行测试时，轴流风机的测量结果差别很大，这个问题的确值得我们重视，本文试图用流体力学与流体机械的一般原理作出一些分析[4-7]。
3.2.1 首先研究轴流风机的流通特性。图9为轴流通风机的典型特性曲线。
为了便于分析，可将图9中的曲线分为4个区域，分别对应于图10中的a，b，c，d 4种气流流型。
1）如图10a所示，工作在最佳工况点附近，流动均匀，对应于图9中的a区；
2）如图10b所示，当流量减小时，在动叶顶部最先出现逆流。进口端顶部涡旋产生，使得轴向速度加大，出口速度减小，出口压强下降，见图9中的b区；
3）当流量进一步减小时，如图10c所示，进口端顶部的涡旋逐渐加大，流动开始倾斜，在出口根部出现逆流，出口压强进一步减小。见图9中c区；
4）当流量很小时，进口涡流加大，出口根部失速，导致逆流区加大。轴向速度减小，而出口气流的速度加大，使出口压强重新上升。对应于图9中的d区。
3.2.2研究拐点前后压力的偏差变化。
由图6可以看出，在流量大于2.6m3/min时，排气风室的压力测量值大于进气风室的压力测量值。这主要是由于排气风室与进气风室测量点的位置不同，喷嘴前的管网阻力小，喷嘴后的管网阻力大，因此在相同的流量下，进气风室压力的测量值比排气风室小，因为轴流风机压头比较小，所以在流量比较大，压力比较小的情况下两种风室测得的压力偏差比较明显。当流量为2.6m3/min时，此时的风室内气流流动的雷诺数Re约为5300，处在流动不稳定区，如果流量继续减小，雷诺数会继续减小，逐渐接近层流，其流动情况特别复杂[8]。
3.2.3 效率的相对偏差变化也存在拐点。
因为风机的效率是一个计算的结果，与几个测量值都有关，其测量结果出现图7所示的情况是可能的。
4 结论
用标准化的排气风室和进气风室对离心风机和轴流风机进行性能测试对比的结果表明，两种测试方式所得到的结果存在很大的偏差，离心风机和轴流风机的偏差又具有不同的表现形式，具体阐述如下：
对离心风机而言，偏差主要集中在靠近流量最大的区域，排气风室的静压、总压、风机全压效率和静压效率的测量值大于进气风室的测量值。其主要原因是排气风室测试时，离心风机的扩压损失影响到了下游测量段的结果，而进气风室测量时，这种损失没有影响到测试工程。流量越大，动压越大，扩压损失就越大，测量工程的管网阻力增加，风机静压的测量值增加，导致其它的性能参数随之增大。
对轴流风机而言，性能参数的偏差存在着拐点。当流量大于该点流量时，排气风室测量结果大于进气风室测量结果；当流量小于该点流量时，进气风室测量结果大于排气风室测量结果。这主要和两个因素有关：一是静压的测量位置和管网的流动阻力；二是在流量比较小的情况下，风室内气体的流动状态对轴流风机的性能造成了影响。
参 考 文 献
[1]GB/T1236-2000工业通风机用标准化风道进行性能试验[S].北京：中国标准出版社，2001.
[2]王海民.用标准化风室测试通风机流通性能方法的研究[D].上海：上海理工大学动力工程学院，2005：31-43.
[3]罗晟，祁大同，赵复荣，等.离心风机叶轮进口预旋的测量和分析[J].流体机械，2002，30(8)：6-7，34.
[4]陆明琦，顾建明.轴流风机的性能及其测试[J].流体机械，2004，32(6)：30-32.
[5]郭立君.泵与风机[M].北京：水利电力出版社，1986.
[6]张克危.流体机械原理[M].北京：机械工业出版社,2000.
[7]朱正林，徐治皋，殷忠明.进气风室与进气风管对风机性能测试的差异[J].风机技术，2003（3）：15-18.
[8]蒋旭平.风扇绕流的可视化和流场的特性研究[C].黄山：中国力学学会第二届全国流动显示学术会议论文集.1986，143-144.
如何维护和保养 鼓风机的安全运行及使用寿命,取决于正确而经常地维护和保养,并应注意任何 事故苗子,除了要注意一般性的维修规程外,还须着重注意下述各点:
(1)检查各部位的紧固情况及定位销是否有松动现象.
(2)鼓风机机体内部有无漏水漏油现象.
(3)鼓风机机体内部不能有结垢,生锈和剥落现象存在.
(4)注意润滑油冷却情况是否正常,注意润滑油的质量,经常倾听鼓风机运行 有无杂声,注意机组是否在不符合规定工况下工作.
(5)鼓风机的过载有时不是立刻显示出来的,所以要注意进排气压力,轴承温 度和电机电流的增中趋势,籍以判断机器是否运行正常.
(6)拆卸机器前应对机器各配合尺寸进行测量,作好记录,并在另部件上作好 标记,以保证装配且能维持原来的配合要求.
7)新机器或大修后的鼓风机,油箱应加以清洗,并按使用步骤投入运行,建 议运行 8 小时后更换全部润滑油.
8)维护和检修应按具体使用情况拟定合理的维修制度,按期进行并做好记录, 在正常条件情况下要求机组工作 1000 小时以后调换润滑油,4000 小时以后小修 或检查一次,每年大修一次并换有关易损件.
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