风机性能测试教材.docx
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风机性能测试教材
上海德惠特种风机有限公司
通
风
机
测
试
学
习
资
料
2010年5月
通风机测试技术
由于通风机内气体流通的复杂性。
目前还很难用单纯理论计算方法十分准确地求得同流部分的各种损失的数据。
所以尚不能以理论计算方法获得全部特性曲线。
这样试验的方法开展通风机的研究或对已有产品求得其真实性能就尤其显得重要。
通风机性能试验工作，一般包括空气动力性能试验和机械性能试验等，这些试验是在通风机作了机械运转考核后进行的。
通风机性能试验的目的，在于通过测试与计算，求得通风机在给定转速下的流量、压力、所消耗功率、效率、噪音等是否达到设计规定的要求及其相互关系，并绘制其特性曲线。
因此，通风机性能试验是保证通风机质量和获得通风机性能特性的一项重要工作。
通风机性能试验概述
1.产品性能试验（验证试验）
通风机制造厂对试制或改进后的新产品必须进行性能试验。
试验的内容为机械运转考核、空气动力性能试验及噪声性能试验。
其目的在于详细地测出通风机的空气动力性能及噪声性能参数。
获得其特性曲线。
并检查这些参数是否符合设计要求。
同时也考核了机械运转的可靠性。
2.产品出厂检验试验
产品出厂检验试验（简称出厂试验），是对每台通风机出厂前的检查，其试验内容：
对每台通风机进行机械运转考核。
以及进行空气动力性能和噪声性能测定。
对于生产质量已经稳定的产品，除了对每台进行机械运转考核外，可以对每批同型号机号的通风机只进行空气动力的抽试，以及按照对通风机噪声性能的要求来确定噪声性能的抽试。
3.通风机现场试验
通风机现场试验，是指在实际使用场所上进行的通风机性能试验，这种试验尽管受到使用条件和测量条件的限制，常常不容易获得通风机整个工况范围的性能和精确的测量参数。
但是特别是对于大型通风机以及特殊用途的通风机来说，制造厂常常缺乏试验条件，在这种情况下，通风机现场试验是十分必要的，此外，现场试验对于了解通风机的实际使用情况，合理选用风机和进行风机改造都有较大意义。
4.通风机研究实验
为了研制高效率的新产品或特种用途的通风机，常常需要通过风机模型或实物的大量试验工作。
来获得合理的风机结构参数及空气动力参数。
在这种试验中将根据研究工作的需要，可以对整机的空气动力性能、噪声性能和机械运转情况作专门的测定。
亦可以对一些通流部件的气动性能进行专门的测定。
有时对主要零部件，如叶轮等进行强度方面的试验。
一、定义
1.管道的截面积Ax
管路截面的面积
2.通风机进口面积A1
通常，取机壳进口平面的总面积作为进口的面积
3.通风机出口面积A2
通常，取机壳出口平面的总面积作为出口的面积
4.干球温度td
干球温度是试验环境中，靠近通风机进口和风道进口的干热敏元件测得空气温度。
5.湿球温度tw
湿球温度是吸湿线覆盖且露在空气中的湿热敏元件测得的空气湿度。
6.大气压力pa
通风机的自由大气的绝对压力。
7.通风机全压pF
通风机的静压和通风机的动压之和值。
8.通风机动压pd
通风机出口的平均动压，由质量流量、出口平均气体密度和通风机出口面积进行计算。
pd=1/2ρV2
ρ－通风机出口处气体密度Kg/m3
V－通风机出口处气流速度m/s
9.的通风机静压psF
通常规定为通风机全压减去通风机动压。
10.电机输入功率Pe
电机驱动装置端子上供给的电功率。
11.通风机轴功率Pa
供给通风机轴的机械功率。
二、常用符号和单位
符号
术语
单位
Ax
管路截面x的面积
m2
D
风管直径
m
Dr
叶轮外径
m
g
重力加速度（）
m/s2
n
叶轮转速
r/min
pa
通风机的大气压
Pa
pF
通风机全压
Pa
psF
通风机静压
Pa
pd
通风机动压
Pa
N
风机轴功率
W
Pe
电机输入功率
W
ta
环境温度
℃
td
干球温度计温度
℃
tw
湿球温度计温度
℃
v
某一点的气体速度
m/s
ρ
气体密度
Kg/m3
LA
A声级
dB（A）
三、测试装置的类型及其特性
标准化风管下试验的工作流体应是大气，其压力的温度应在正常大气范围内。
有两大类型测试装置
1.风管式试验装置
进气试验装置：
在通风机进气口端面连接测试风管，而出气端开向大气。
出气试验装置：
进气口开向大气，出气口端面与测试风管相连接。
进出气试验装置：
通风机进气口和出风口连接测试风管。
2、风室式试验装置
进气风室试验装置：
通风机进气口端与风室的腔室出口相连接。
四、测试仪器、仪表使用方法及注意事项
通风机性能测试整个流程中，应用许多的测量仪器、仪表。
例如：
噪音计、振动仪、转速表、空盒压力表、钳形表、电流表、瓦特表、皮托管、多量程倾斜式微压计、U形压力管等等。
1.噪音计（图1）dB
㈠使用方法
⑴把海绵球套在麦克风上。
⑵打开（OFF）,档位范围35~100、65~130和A声级、C声级。
我们现用A声级。
⑶测量进行，离开风机出口或者进口按噪声国家标准的位置进行读数。
（图1）
㈡注意事项
⑴请勿长期存放高温、高湿的地方。
⑵麦克风头请勿敲击并保持干燥。
⑶长时间不使用，请取出电池。
⑷在室外测量噪音的场合，可在麦克风头装上海绵球，避免麦克风直接被风吹到而测到无关系的杂音。
2.测振仪（图2）
㈠使用方法
⑴未开启电源前用传感器电缆线将压电传感器与仪器顶端的输入插座连接。
⑵选择好传感器在振动体上的安放形式（可选择手持式探针，磁性吸座或用M5螺栓连接。
⑶根据测量要求选择被测的风机，并将拨动开关拨到相应的位置。
⑷开启电源，按照振动国家标准的位置进行测量，测得过程中可任意选择振动仪的档位，在显示窗口得到要测量的振动值。
⑸振动仪有三档：
加速度（m/s2）、速度（mm/s）、位移（mm）。
（图2）
㈡注意事项
⑴仪器不应在强电磁场干扰或腐蚀性气体的环境中使用。
⑵仪器应避免强烈的振动和冲击。
⑶测量时应合理放置传感器电缆线。
以免电缆线晃动，造成读数不稳定。
⑷仪器灵敏度是按照所配传感器的灵敏度在出厂时调准，调换传感器时，一般应对仪器重新校对。
⑸仪器长时间不使用，应取出电池，以免腐蚀机件。
⑹仪器每次测量完毕，务必及时关断电源，以延长电池的使用寿命。
3.多量程倾斜式微压计（图3）mmH2O
㈠使用操作步骤
⑴从包装箱里取出微压计，放在平整的工作台上。
使多向阀上“+”对齐1号接咀。
⑵调水平：
调节底座下前面两个调节螺钉，使水准器的气泡位于中心位置。
调零位：
转动零位调节器旋转，观察工作液体的零位，反复几次加、减工作介质，零位保持稳定，则调零位达到要求。
⑶根据被侧压力的大小，将测量管于置在相应的倾斜常数上。
才可进行压力测量。
（图3）
㈡注意事项
⑴搬动微压计时，应握住底座。
切勿提拿弧形支架或测量管支架。
⑵为保证压力准确，一定使用为无水乙醇（酒精）。
⑶仪表应保持清洁，并且将微压计放入包装箱内。
4.空盒气压表（图4）Pa
㈠使用方法
⑴使用时请将空盒气压表水平放置。
⑵读数前用手指轻轻扣敲仪器外壳或表面玻璃，以消除传动机构中的摩擦。
⑶观察时指针与镜面指针相重叠，此时指针所指数值即为气压表示值，读数精确到小数一位。
（图4）
㈡注意事项
⑴仪器工作时必须水平放置、以防止倾斜造成的读数误差。
⑵仪器应存放在干燥、空气流通、无腐蚀气体和剧烈震动的地方。
5.钳形表（图5）电流表（图6）A
（图5）（图6）
（一）钳形表在机械运转时用的比较多，也就是说出厂试验。
首先把量程旋钮旋至所需的量程上，然后按下扳手打开钳口钳住导线，把导线放置在仪器钳口中央，松开扳手使钳口充分合上，看显示器上的电流值。
（二）电流表运用在形式试验中比较多，例如我们的通风机性能试验，利用导线穿过电流互感器，经过电器箱进行读数。
6.U型压力管（图7）mmH2O
U型压力管是根据两根玻璃管，使其一根连接通风机的压力，看其它们之间差距，读取压力数值。
读数时要垂直摆放，以免倾斜读数有误差，而且移动时要小心轻放，避免仪器受到强烈震动。
（图7）
7.瓦特表（图8）W
使用时仪表应放置水平位置，尽可能远离强电流导线和强磁性场质，以免仪表真加误差。
仪表指针如不在零位时，可以利用表盖上的调节器调整。
根据所需测量范围将仪表接入电路，在通电前，必须对线路中的电流或电
有所估计，避免超载，使仪表遭到损坏。
（图8）
8.皮托管（图9）Pa
正确接入风管利用托架把皮托管托好，皮托管头部迎着气流方向、水平放置，与气流方向成垂直。
尾部两头分别是测量静压和全压。
（图9）
9.转速表r/min
转速表有测量的方式有手持式和岗位式两种，在风机静止不动时，剪下一块反射贴纸，贴好反射纸后开启风机，正常运转后用转速表，使红色光束与被测目标成一条直线，开始测量。
测量时注意反射贴纸面积不能太小，如果是手持式的转速表时，手臂尽量不要抖动以免测量误差。
五、测试的基本项目及方法
1.通风机在试验中就是要通过一定的测量方法，获取其性能的基本参数，为了便于分析各种参数的测量方法。
所谓测量就是用实验的方法来决定被测物理量与所采用的测量单位之间的数值关系。
根据得到测量结果的方式，测量可分直接测量和间接测量法。
2.测试的基本项目
⑴大气压力（Pa）
可利用图1中的仪表进行测量，试验空间的大气压力应在通风机进口和出口段中心之间的平均高度上的确定，其误差应不应该超过±%。
直接仪表读出读数并且记录。
⑵温度和湿度（℃）
温度可以利用干湿度计可以记录风道进气条件的位置进行测量。
测试时每个点都要记录，测试好后温度和湿度都取平均值并且记录，以便换算。
⑶进口压力、出口压力（Pa）
压力的测量，进气风管装置时测进口压力，出口风管装置时测出口压力。
用皮托管（图9）在圆形的风道在一定的截面上均匀取点，进行测量压力，进行平均计算。
⑷流量压差（Pa）
流量的测定：
流动实际上应无涡流。
在这种放宽的条件下，允许采用两种基本的流量测量方法：
使用管理内流量计或横动法。
我们所采用的是横动法，因为横动法比较方便，制造成本比较低，所以现在风机单位此方法也比较多。
⑸风机转速（r/min）
通风机轴的转速应在每一测试点的试验期间，定期进行测量以保证平均轴转速的误差。
转速的测量方法有：
测量期间转速的数字计数器、转数计数器、直接指示的机械或电气转速表、闪光测频法、频率计。
我们所用的是闪光测频法。
⑹功率（W）
电测法：
可用电气仪表可以测量，现我们使用钳形表（图5）和电流表（图6）测得电流，经过电流可以换算出风机所消耗的功率,可以直接用瓦特表（图8）根据所需测量范围将仪表接入电路，直接测量风机所消耗的功率。
扭矩法：
采用扭矩测量仪和平衡电机测量。
⑺噪音（dB（A））
噪声测点到声源点的距离，测量风机进、出气口噪声时，当叶轮直径小于或等于1m时，取标准长度为1m；当叶轮直径大于1m时，取标准长度等于叶轮直径。
噪声计的计权档使用A档，测量地点应避免背景噪音影响，背景A声级与被测声源至少低于10db。
六、尺寸测量及面积确定
尺寸测量：
测量风机的进出口尺寸算出截面积，应与风管的参考横截面基本相同，公差在±5%以内。
以便确定标准化风道和其他轮廓清晰地规则段内的横截面积，测试风管的选择
根据尺寸测量截面积确定后，可以和用户的安装形式中选择最接近其应用的形式来选择测试风管装置的形式。
形式最主要有以上四种常见的测试装置。
七、皮托管截面取点的方法
皮托管测点（每个直径上8个）应该位于距该风道的内壁一侧的距离为下面给出的极限之内，最小位置公差是±1mm除外。
±±
±±
±±
±±
八、风管动压和静压测点位置的确定
我们公司现有进气风管和出气风管，风管测点根据各类测量装置，按照GB/T1235-2000测试标准：
出气风管按出风口连接件起到测动压和静压点是大于倍的风管直径。
进气风管按进气口连接件起到测动压和静压点大于倍的风管直径。
九、测试结果的计算
1.动压Pa
用多量程倾斜压力计测得读数是mmH2O要换算成Pa
pd=读数*倾斜系数*
2.静压Pa
用多量程倾斜压力计和U型管测得读数mmH2O要换算成Pa
多量程倾斜压力计：
psF=读数*倾斜系数*
U形管：
psF=读数*
3.功率
用瓦特表算功率
N=格数*K
N——功率（Kw）
K——系数、、
K系数的取值
K=I*U/格数/1000
I——量程电流（A）
U——量程电压（F）
用电流表算功率
Φ
Pe——功率（Kw）
I——电流（A）
U——电压（F）
COSΦ——功率因素
4.噪音
LA=LSA+10Log（QP2）
LA——A声级（dB）
Q——流量（m3/min）
P——压力（Pa）
风机型式
前向多叶
后向板型
后向机翼
径向
轴流
LSA
<27
<30
<25
<25
<38
5.流量
Q=V*3600*Ax
Q——流量m3/h
V——风管内风速m/s
Ax——风管的截面积m2
十、性能测点换算
根据额定风量、风压和风管来确定风机测试的性能点的换算公式：
毫米水柱（mmH2O）=（Q/*60*D2）2*
例如：
有一台风机DHF-TH-500C,铭牌额定风量8750m3/h、全压1740Pa，转速2100r/min，风管直径。
解：
毫米水柱（mmH2O）=（Q/*60*D2）2*
=（8750/*60*）2*
≈mmH2O
十一、测试时安全事项
1.非专业人员，不得进入测试区域。
2.测试区域必须保持清洁无异物。
3.注意用电安全，拆、接电线时必须切断电源，并且挂上警示牌。
4.风机运转时，任何人不得靠近或垂直于进出风口。
并且测试区域悬挂警戒线和警示牌。
5.进入测试区域，必须保持衣物整齐，不许开襟。
6.技术人员或客户，必须在经得同意后，在指定区域内进行检查。
十二、测试的操作步骤
1.拿到风机第一确认测试装置类型。
2.测量风机进出口算面积确定风管的直径。
3.安装测试台，把风机和风管连接好。
4.接电线、电气设备和测试仪器。
5.调试风机是否正常，是否反转。
6.确认一切正常后测试并记录数据。
7.测试好后，数据输入计算机并打印报告。
十三、实际操作
根据第十二点的测试操作步骤来进行实际操作。
参考文献
工业通风机噪声限值JB/T-8690-1998
通风机振动检测其限值JB/T-8689-1998
《中国机械工业标准汇编》风机卷（上）通风机空气动力性能试验方法GB/T-1236-85标准
《工业通风机标准化风道进行性能试验》GB/T1236-2000标准
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