风机性能实验

风机性能实验

一、实验目的

1、通过本试验使学生了解风机的风量与压头、功率以及效率等参数之间的变化关系，加强对风机运行工况的认识。

2、学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法，掌握风机性能计算的方法。

3、熟悉对风机性能实验系统软件的操作。 二、实验原理

在一定条件下，风机的性能主要由风机流量、风机进出口压力、风机静压、风机压力、风机静空气功率、风机空气功率、风机静效率、风机效率等来衡量。 1、试验环境的空气密度a ρ

a

v

a a T P P 287378.0-=

ρ

式中：热力学温度15.273+=a a t T ；

水蒸汽分压力)00115.01)(()(w w d w b tw sat v t t t A P P P +--=；

系数4

1066.6-⨯=w A ；

tw sat P )(为湿球温度下的饱和水蒸气压力； a t 为靠近风机进口处的温度； w t 为试验环境的湿球温度； b P 为大气压力 2、湿空气气体常数w R

b

v w P P R /387.01287

-=

3、静压比d r b

e b

e d P P P P P r ++∆-=

66

6e P 为上游段压力（表压）；

P ∆为通过喷嘴的静压差 4、膨胀系数ε

5

.04.1/4.07.0/1]11.4.04.1[d

d d r r r --=ε

5、雷诺数ed R 6610048.01.17295.0⨯+∆=t

P d

R ed ρε

式中：)

15.273(66++=

t R P P w a

e ρ

t 为风室温度；

d 为喷嘴喉道直径，单位m ； 6、喷嘴排出系数j C ed ed

j R R C 5

.131688.69986.0+-= 7、质量流量m q

∑=∆=n

j j m P d C q 1

62

2)4(ρεπ

8、通风机出口全压 2

2421()2m sg e b q p p p A

ρ=++

式中：p e4—测得的风机出口静压（表压），pa ；

)

16.273(42++=

t R P P w b

e ρ；

4e p 、6e p 为测量处的表压力；

A —测试本体风道截面面积，0.4096m 2（0.64m ×0.64m ）。

9、通风机进口压力

11sg b p p p ==

10、通风机压力头

通风机静压头：212st sg b p p p p p =-=- 式中：42e p p =+b

p

通风机全压头：212sg sg sg b p p p p p =-=-

11、容积流量v q

m

v q q ρ

=

；其中：2()/2a ρρρ=+

12、通风机静空气功率USA P 和通风机空气功率UA P

st v st P q p =，w

v P q p =，w

13、风机效率

通风机静效率：τ

ηP P USA

RSA =

通风机效率：τ

ηP P UA

RA =

式中：τP 为叶轮功率，通过电量仪测出消耗的电功率代替。 三、实验设备

图12

本实验系统为风机性能测试试验装置，由风室、风机、变频器、功率变送器等设备组成。如图12所示。系统采用出口侧试验风室测试方法。通过测量风机功率、风室内喷嘴前后压差、风机出口处压力、上游段压力Pe6、风室压力Pe4、风室温度T6、试验空间空气干球温度Td 、试验空间空气湿球Tw 、风机进口处空气温度Ta ，通过变频器控制装置末端的引风机作为可变排气系统，可以得到风机在不同压头下的容积流量、风机静空气功率、风机空气

功率、风机静效率、风机效率等反映风机性能的各个参数曲线。

四、实验方法

为了确保实验系统运行在一个特定的工况下，实验时可以控制环境空气的干球温度和湿球温度在设定值附近，这两个参数允许的偏差范围我们有如下规定：

表1、风机性能试验名义工况参数的读数允差℃

在实验开始前应当设定好试验工况，然后观察工况过程线，待系统稳定运行在设定的标准工况下时，试验正式开始。每组实验共分为7个时间段进行，对每个时间段内的数据分别进行处理，得到一组风机的性能参数，最后对7组参数取平均即可得到风机在该工况下的最终性能参数。

五、操作步骤

（一）实验前的准备工作

1、依次开启冷却塔水泵、冷却塔风机、室内侧风机、室内侧电加热器、室内侧电加

湿器；

2、开启室内侧工况机组、采样风机；

3、测量风机的进出口面积，记录风机铭牌参数备用。

（二）实验开始

1、运行焓差法多功能实验系统软件，进入风机性能实验系统子系统。点击软件界面上

的“设定”按扭，进行工况设定及参数定义。注意：一定要正确选择喷嘴，正确输

入通风机进出口面积。

2、在控制台上通过改变变频器频率，对风机出口静压进行设置，设定为某一需要的数

值。

3、根据需要，在控制台上打开或关闭室内工况机组以及加湿装置，必要时，手动调节

各控制仪表的控制输出参数。（注：不可改变控制仪表的当前设定值。）

4、观察风机性能实验系统软件过程线趋向和模拟图中实时显示的数据，同时观察控制

台上相应各个仪表，判断实验数据及实验环境是否稳定。

5、待实验数据及实验环境稳定一定时间后，点击风机性能实验系统软件界面上“记录”

按钮，记录一组数据。

6、一组数据记录完毕后，软件会弹出对话窗口，询问是否打印过程线及提示保存数据，

请按照提示点击“保存”按钮进行数据保存。也可即时打印出该实验时段内实验数

据。

7、重复步骤2－5，记录多组数据。

（三）实验结束

1、退出风机性能实验系统软件；

2、关闭室内侧电加热器、电加湿器、工况机组、被测风机电源；

3、3分钟后关闭冷却塔风机、水泵；

4、断开焓差法实验室电源。

六、实验报告主要内容及要求

根据实验记录的原始实验数据，分析实验数据，撰写实验报告，绘制风机性能曲线。