風機的性能與調(diào)節(jié)
風機的性能主要是指風機在設(shè)計條件下的流量、壓力、軸功率、效率和噪聲等指標,這些性能指標是評定風機設(shè)備是否合格的重要依據(jù),這些指標通過風機的現(xiàn)場性能測試得到。
風機現(xiàn)場性能試驗按照標準GB/T10178-2006《工業(yè)通風機 現(xiàn)場性能試驗》進行,該標準與國際標準ISO5802等同。
測試的主要內(nèi)容包括:
流量
流量測量采用速度場法。按照標準GB/T10178中的規(guī)定,將風機流量測量截面等分為若干網(wǎng)格,利用標準皮托管和電子微壓計依次測量各網(wǎng)格中心處的動壓,然后按照各動壓方根的平均值計算出該截面的平均動壓,平均動壓按下面的公式計算。
壓力
壓力測量采用U型管或者壓力計進行測量,需要注意測試孔要與管道壁面垂直。
軸功率
軸功率可以采用功率計來測量,現(xiàn)場測試的時候,風機的軸功率一般都是通過電機的輸入功率換算而來。
噪聲
采用噪聲儀測量,測量按照按GB/T2888的規(guī)定進行。
性能曲線
把風機的壓力、流量、軸功率等參數(shù)繪制在曲線圖上,就是風機的性能曲線,性能曲線是反應(yīng)風機性能的重要依據(jù)。
典型的性能曲線是以流量為橫坐標,壓力為縱坐標而繪制的曲線圖。
離心風機的典型性能曲線:
后彎式離心風機的典型性能曲線呈山形。
軸流風機的典型性能曲線:
軸流風機典型的性能曲線呈馬鞍形。
進氣氣體密度對性能的影響
進氣氣體密度發(fā)生變化時,例如,夏季運轉(zhuǎn)條件下的性能,到了冬季由于氣體溫度的改變,風機的性能也會發(fā)生變化;平原的風機在高海拔運行的時候,風機的性能也會發(fā)生相應(yīng)的變化。
風機的性能變化按下面的公式計算:
變化后的風量=變化前的風量
變化后的壓力=變化前的壓力X變化后的密度/變化前的密度
變化后的軸功率=變化前的軸功率X變化后的密度/變化前的密度
變化后的效率=變化前的效率
轉(zhuǎn)速變化對性能的影響
風機轉(zhuǎn)速變化的時候,性能的變化按下面公式計算
變化后的風量=變化前的風量X(變化后的轉(zhuǎn)速/變換前的轉(zhuǎn)速)
變化后的壓力=變化前的壓力X(變化后的轉(zhuǎn)速/變換前的轉(zhuǎn)速)2
變化后的軸功率=變化前的軸功率X(變化后的轉(zhuǎn)速/變換前的轉(zhuǎn)速)3
風機的調(diào)節(jié)
系統(tǒng)阻力調(diào)節(jié)
風機總是和管網(wǎng)在一起工作的,管網(wǎng)包括通風管道和附件,通常稱為系統(tǒng),風機是給系統(tǒng)內(nèi)氣體提供能量,用來克服系統(tǒng)的阻力。該系統(tǒng)的阻力與氣體的流量有關(guān)系,其關(guān)系的曲線稱為系統(tǒng)阻力曲線,是一個典型的拋物線。
如下圖,R 代表系統(tǒng)阻力曲線,它與風機性能曲線的交點0就是風機的工作點,此時風機的壓力為P,流量為Q。
當系統(tǒng)阻力增加的時候,比如擋板門關(guān)閉,濾網(wǎng)堵塞等,此時系統(tǒng)阻力曲線為R1,風機的工作點就變?yōu)辄c1, 風機的壓力和流量也變?yōu)?span lang="EN-US" style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">P1、Q1,可見系統(tǒng)阻力增加的時候會導(dǎo)致風機的流量減少,壓力增加。
同理,當系統(tǒng)阻力減小的時候,此時系統(tǒng)阻力曲線為R2,風機的工作點就變?yōu)辄c2, 風機的壓力和流量也變?yōu)?span lang="EN-US" style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">P2、Q2,可見系統(tǒng)阻力減小的時候會導(dǎo)致風機的流量增加,壓力減小。
因此改變系統(tǒng)的阻力可以改變風機的性能,所以通常會利用這個特性來調(diào)節(jié)風機的性能,通常的調(diào)節(jié)方式有擋板調(diào)節(jié)或者導(dǎo)葉調(diào)節(jié)。
轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
由上面的分析可知,當轉(zhuǎn)速改變時,風壓、風量都隨轉(zhuǎn)速的變化而變化,即風機的性能曲線改變了,見下圖。
當轉(zhuǎn)速由n增加到n1的時候,風機的壓力、流量分別由P、Q 增加到P1、Q1;
當轉(zhuǎn)速由n減小到n2的時候,風機的壓力、流量分別由P、Q 減小到P2、Q2;
因此,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以有效地改變風機的性能,當需要增加風機出力的時候,增加轉(zhuǎn)速,當需要降低加風機出力的時候,降低轉(zhuǎn)速。
葉片角度調(diào)節(jié)
如圖所示,當風機的葉片角度在65度時,系統(tǒng)阻力曲線R與風機曲線的交點0點即為風機的工作點,此時風機的壓力和流量分別為P、Q。
當葉片角度增加到70度,風機的工作點變?yōu)辄c1,風機的壓力、流量分別增加到P1、Q1;
當葉片角度增加到60度,風機的工作點變?yōu)辄c2,風機的壓力、流量分別減小到P2、Q2;
因此,當風機需要增加出力的時候,增大葉片角度。
因此,當風機需要減小出力的時候,減小葉片角度。
綜上所述,調(diào)節(jié)風機的性能主要有改變系統(tǒng)阻力、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、改變?nèi)~片的角度方式來實現(xiàn),以滿足系統(tǒng)對風機性能的需求。理論和實踐都證明,風機在某一工況工作時,效率最高,這個工況稱為額定工況。為了滿足經(jīng)濟性的需求,風機最好在額定工況下運行。
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