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風機選型與安裝
負壓風機價格通風機流通特性測試中進、排氣風室測量結果的實驗研
摘要：利用GB/T1236-2000規定的A型排氣風室和進氣風室對離心風機和軸流風機分別進行性能測試對比，研究流量、靜壓、總壓及風機效率等試驗結果存在的差異和分布的規律。通過大量實驗，在仔細分析實驗數據的基礎上給出相應的結論，并運用流體力學和流體機械的基本理論和原理對結論進行分析。
關鍵詞：通風機；排氣風室；進氣風室；性能試驗；離心風機；軸流風機
0引言
為了測試通風機的流通性能，GB/T1236-2000[1]中規定了多種試驗裝置和試驗方法，但在實際的測試應用中，出現的問題引起了我們的注意：采用某一種風室，對于同一臺風機而言，可以采用排氣風室和進氣風室兩種風室進行測量，那么這兩種測試方式結果是否會存在差異？對此，我們采用了實驗的方法來進行研究。
1實驗參數設計
采用GB/T1236-2000中規定的A型風室，流量的測量采用噴嘴作為節流元件，在此采用具有代表性的Φ80噴嘴，選用一臺離心風機和一臺軸流風機進行實驗，其主要技術參數如下：
離心風機：交流380V，流量4.5m3/min，全壓300Pa，功率120W；
軸流風機：交流220V，流量6.0m3/min，全壓150Pa，功率30W。
2排氣風室與進氣風室測量時風機工作狀態
當用排氣風室對風機做性能測試時，風機的出風口接風室進口端，風機的進口壓力為大氣壓力，風機對氣體做功后，使其壓力升高，風室內的壓力高于大氣壓力，相對壓力是一個正值，風機是工作在正壓區；而當用進氣風室對其做性能試驗時，風機的進風口接風室的出口端，出風口端為大氣壓力，風機做功時是在抽吸風室內的空氣，提高其壓力，并排向大氣中，因此，風室內的壓力低于大氣壓力，相對壓力是一個負值，風機工作在負壓區內。兩者的工作狀態發生了改變，進氣狀態不同[2]，見圖1。
3實驗結果分析
3.1離心風機試驗結果的分析與探討見圖2~5。
一般而言，離心風機的設計總是靠近效率最高處，偏向流量增大的某個點作為設計點，通過上面的試驗結果可以知道，靜壓、總壓、風機靜效率和風機效率在設計點（Q=3.0m3/min）附近兩種風室測量的結果非常接近，偏差不超過1%，這種偏差在流量小于3.0m3/min時依然保持著。但是當流量大于3.0m3/min時，誤差是逐漸增大的，這種誤差增大的趨勢有很好的規律性，即用排氣風室測量的結果總是大于進氣風室測量的結果。
在大流量區域內，為什么排氣風室測量值要比進氣風室大？離心風機在大流量的工況下運行時，風機的動壓大，而動能大部分要在蝸殼內經過擴壓而轉變成壓力能，在擴壓過程中必然會產生壓力損失[3]。如果風機出風口接風室的進口，那么上游的損失必然會對下游產生影響，增加了工程的管網阻力；而當風機進風口接風室的出口端時，風機的出風口直接將氣體排向大氣，壓力損失未對測量段造成影響。因此，排氣風室測量的靜壓、總壓和效率等參數的值必然高于進氣風室測量的結果，風機的動壓越大，表現越明顯，這種現象已經從測試結果中表現出來了。動壓越小，壓力損失也就越小，排氣風室和進氣風室的差值也就越小。
3.2軸流風機試驗結果的分析與探討
從圖6可以看出，當該軸流風機在流量Q=2.6m3/min附近時，排氣風室與進氣風室測量的壓力（靜壓、總壓）值總有一個交點，當流量大于該點的流量時，靜壓和總壓變化比較緩慢，而且，用排氣風室測量的結果大于用進氣風室的測量結果；但是，當測量的流量值小于該點的測量值時，靜壓和總壓變化比較緩慢，這時用排氣風室測量的結果卻小于用進氣風室測量的結果，而且相差的幅度很大，這種情況在接近零流量的情況下表現得非常明顯。
對于軸流風機的效率測量而言，從圖7可以看出，在流量Q=5.0m3/min附近，兩種風室的測量值也有一個交點，規律同壓力測量一樣，流量大于該點的值時，排氣風室測試的效率值高于進氣風室的測試的效率值，反之則相反。
從以上的測量結果可以看出，采用兩種風室形式對軸流風機的測試影響非常大。為準確地分析偏差的大小，下面我們以排氣風室作為基準，來研究偏差的分布規律。
從上面的偏差關系來看，當流量大于2.6m3/min時，排氣風室的測量總壓比進氣風室測量的總壓最高偏差高達20%，當流量小于2.6m3/min時，其最低偏差達27.3%；當流量大于5.0m3/min時，排氣風室的測量風機效率比進氣風室測量的效率偏差最高高達6%，當流量小于5.0m3/min時，其最低偏差達5%。
通過上面的試驗結果，分別采用排氣風室和進氣風室對軸流風機進行測試時，軸流風機的測量結果差別很大，這個問題的確值得我們重視，本文試圖用流體力學與流體機械的一般原理作出一些分析[4-7]。
3.2.1 首先研究軸流風機的流通特性。圖9為軸流通風機的典型特性曲線。
為了便于分析，可將圖9中的曲線分為4個區域，分別對應于圖10中的a，b，c，d 4種氣流流型。
1）如圖10a所示，工作在最佳工況點附近，流動均勻，對應于圖9中的a區；
2）如圖10b所示，當流量減小時，在動葉頂部最先出現逆流。進口端頂部渦旋產生，使得軸向速度加大，出口速度減小，出口壓強下降，見圖9中的b區；
3）當流量進一步減小時，如圖10c所示，進口端頂部的渦旋逐漸加大，流動開始傾斜，在出口根部出現逆流，出口壓強進一步減小。見圖9中c區；
4）當流量很小時，進口渦流加大，出口根部失速，導致逆流區加大。軸向速度減小，而出口氣流的速度加大，使出口壓強重新上升。對應于圖9中的d區。
3.2.2研究拐點前后壓力的偏差變化。
由圖6可以看出，在流量大于2.6m3/min時，排氣風室的壓力測量值大于進氣風室的壓力測量值。這主要是由于排氣風室與進氣風室測量點的位置不同，噴嘴前的管網阻力小，噴嘴后的管網阻力大，因此在相同的流量下，進氣風室壓力的測量值比排氣風室小，因為軸流風機壓頭比較小，所以在流量比較大，壓力比較小的情況下兩種風室測得的壓力偏差比較明顯。當流量為2.6m3/min時，此時的風室內氣流流動的雷諾數Re約為5300，處在流動不穩定區，如果流量繼續減小，雷諾數會繼續減小，逐漸接近層流，其流動情況特別復雜[8]。
3.2.3 效率的相對偏差變化也存在拐點。
因為風機的效率是一個計算的結果，與幾個測量值都有關，其測量結果出現圖7所示的情況是可能的。
4 結論
用標準化的排氣風室和進氣風室對離心風機和軸流風機進行性能測試對比的結果表明，兩種測試方式所得到的結果存在很大的偏差，離心風機和軸流風機的偏差又具有不同的表現形式，具體闡述如下：
對離心風機而言，偏差主要集中在靠近流量最大的區域，排氣風室的靜壓、總壓、風機全壓效率和靜壓效率的測量值大于進氣風室的測量值。其主要原因是排氣風室測試時，離心風機的擴壓損失影響到了下游測量段的結果，而進氣風室測量時，這種損失沒有影響到測試工程。流量越大，動壓越大，擴壓損失就越大，測量工程的管網阻力增加，風機靜壓的測量值增加，導致其它的性能參數隨之增大。
對軸流風機而言，性能參數的偏差存在著拐點。當流量大于該點流量時，排氣風室測量結果大于進氣風室測量結果；當流量小于該點流量時，進氣風室測量結果大于排氣風室測量結果。這主要和兩個因素有關：一是靜壓的測量位置和管網的流動阻力；二是在流量比較小的情況下，風室內氣體的流動狀態對軸流風機的性能造成了影響。
參 考 文 獻
[1]GB/T1236-2000工業通風機用標準化風道進行性能試驗[S].北京：中國標準出版社，2001.
[2]王海民.用標準化風室測試通風機流通性能方法的研究[D].上海：上海理工大學動力工程學院，2005：31-43.
[3]羅晟，祁大同，趙復榮，等.離心風機葉輪進口預旋的測量和分析[J].流體機械，2002，30(8)：6-7，34.
[4]陸明琦，顧建明.軸流風機的性能及其測試[J].流體機械，2004，32(6)：30-32.
[5]郭立君.泵與風機[M].北京：水利電力出版社，1986.
[6]張克危.流體機械原理[M].北京：機械工業出版社,2000.
[7]朱正林，徐治皋，殷忠明.進氣風室與進氣風管對風機性能測試的差異[J].風機技術，2003（3）：15-18.
[8]蔣旭平.風扇繞流的可視化和流場的特性研究[C].黃山：中國力學學會第二屆全國流動顯示學術會議論文集.1986，143-144.
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1實驗參數設計
采用GB/T1236-2000中規定的A型風室，流量的測量采用噴嘴作為節流元件，在此采用具有代表性的Φ80噴嘴，選用一臺離心風機和一臺軸流風機進行實驗，其主要技術參數如下：
離心風機：交流380V，流量4.5m3/min，全壓300Pa，功率120W；
軸流風機：交流220V，流量6.0m3/min，全壓150Pa，功率30W。
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當用排氣風室對風機做性能測試時，風機的出風口接風室進口端，風機的進口壓力為大氣壓力，風機對氣體做功后，使其壓力升高，風室內的壓力高于大氣壓力，相對壓力是一個正值，風機是工作在正壓區；而當用進氣風室對其做性能試驗時，風機的進風口接風室的出口端，出風口端為大氣壓力，風機做功時是在抽吸風室內的空氣，提高其壓力，并排向大氣中，因此，風室內的壓力低于大氣壓力，相對壓力是一個負值，風機工作在負壓區內。兩者的工作狀態發生了改變，進氣狀態不同[2]，見圖1。
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3.1離心風機試驗結果的分析與探討見圖2~5。
一般而言，離心風機的設計總是靠近效率最高處，偏向流量增大的某個點作為設計點，通過上面的試驗結果可以知道，靜壓、總壓、風機靜效率和風機效率在設計點（Q=3.0m3/min）附近兩種風室測量的結果非常接近，偏差不超過1%，這種偏差在流量小于3.0m3/min時依然保持著。但是當流量大于3.0m3/min時，誤差是逐漸增大的，這種誤差增大的趨勢有很好的規律性，即用排氣風室測量的結果總是大于進氣風室測量的結果。
在大流量區域內，為什么排氣風室測量值要比進氣風室大？離心風機在大流量的工況下運行時，風機的動壓大，而動能大部分要在蝸殼內經過擴壓而轉變成壓力能，在擴壓過程中必然會產生壓力損失[3]。如果風機出風口接風室的進口，那么上游的損失必然會對下游產生影響，增加了工程的管網阻力；而當風機進風口接風室的出口端時，風機的出風口直接將氣體排向大氣，壓力損失未對測量段造成影響。因此，排氣風室測量的靜壓、總壓和效率等參數的值必然高于進氣風室測量的結果，風機的動壓越大，表現越明顯，這種現象已經從測試結果中表現出來了。動壓越小，壓力損失也就越小，排氣風室和進氣風室的差值也就越小。
3.2軸流風機試驗結果的分析與探討
從圖6可以看出，當該軸流風機在流量Q=2.6m3/min附近時，排氣風室與進氣風室測量的壓力（靜壓、總壓）值總有一個交點，當流量大于該點的流量時，靜壓和總壓變化比較緩慢，而且，用排氣風室測量的結果大于用進氣風室的測量結果；但是，當測量的流量值小于該點的測量值時，靜壓和總壓變化比較緩慢，這時用排氣風室測量的結果卻小于用進氣風室測量的結果，而且相差的幅度很大，這種情況在接近零流量的情況下表現得非常明顯。
對于軸流風機的效率測量而言，從圖7可以看出，在流量Q=5.0m3/min附近，兩種風室的測量值也有一個交點，規律同壓力測量一樣，流量大于該點的值時，排氣風室測試的效率值高于進氣風室的測試的效率值，反之則相反。
從以上的測量結果可以看出，采用兩種風室形式對軸流風機的測試影響非常大。為準確地分析偏差的大小，下面我們以排氣風室作為基準，來研究偏差的分布規律。
從上面的偏差關系來看，當流量大于2.6m3/min時，排氣風室的測量總壓比進氣風室測量的總壓最高偏差高達20%，當流量小于2.6m3/min時，其最低偏差達27.3%；當流量大于5.0m3/min時，排氣風室的測量風機效率比進氣風室測量的效率偏差最高高達6%，當流量小于5.0m3/min時，其最低偏差達5%。
通過上面的試驗結果，分別采用排氣風室和進氣風室對軸流風機進行測試時，軸流風機的測量結果差別很大，這個問題的確值得我們重視，本文試圖用流體力學與流體機械的一般原理作出一些分析[4-7]。
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為了便于分析，可將圖9中的曲線分為4個區域，分別對應于圖10中的a，b，c，d 4種氣流流型。
1）如圖10a所示，工作在最佳工況點附近，流動均勻，對應于圖9中的a區；
2）如圖10b所示，當流量減小時，在動葉頂部最先出現逆流。進口端頂部渦旋產生，使得軸向速度加大，出口速度減小，出口壓強下降，見圖9中的b區；
3）當流量進一步減小時，如圖10c所示，進口端頂部的渦旋逐漸加大，流動開始傾斜，在出口根部出現逆流，出口壓強進一步減小。見圖9中c區；
4）當流量很小時，進口渦流加大，出口根部失速，導致逆流區加大。軸向速度減小，而出口氣流的速度加大，使出口壓強重新上升。對應于圖9中的d區。
3.2.2研究拐點前后壓力的偏差變化。
由圖6可以看出，在流量大于2.6m3/min時，排氣風室的壓力測量值大于進氣風室的壓力測量值。這主要是由于排氣風室與進氣風室測量點的位置不同，噴嘴前的管網阻力小，噴嘴后的管網阻力大，因此在相同的流量下，進氣風室壓力的測量值比排氣風室小，因為軸流風機壓頭比較小，所以在流量比較大，壓力比較小的情況下兩種風室測得的壓力偏差比較明顯。當流量為2.6m3/min時，此時的風室內氣流流動的雷諾數Re約為5300，處在流動不穩定區，如果流量繼續減小，雷諾數會繼續減小，逐漸接近層流，其流動情況特別復雜[8]。
3.2.3 效率的相對偏差變化也存在拐點。
因為風機的效率是一個計算的結果，與幾個測量值都有關，其測量結果出現圖7所示的情況是可能的。
4 結論
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對離心風機而言，偏差主要集中在靠近流量最大的區域，排氣風室的靜壓、總壓、風機全壓效率和靜壓效率的測量值大于進氣風室的測量值。其主要原因是排氣風室測試時，離心風機的擴壓損失影響到了下游測量段的結果，而進氣風室測量時，這種損失沒有影響到測試工程。流量越大，動壓越大，擴壓損失就越大，測量工程的管網阻力增加，風機靜壓的測量值增加，導致其它的性能參數隨之增大。
對軸流風機而言，性能參數的偏差存在著拐點。當流量大于該點流量時，排氣風室測量結果大于進氣風室測量結果；當流量小于該點流量時，進氣風室測量結果大于排氣風室測量結果。這主要和兩個因素有關：一是靜壓的測量位置和管網的流動阻力；二是在流量比較小的情況下，風室內氣體的流動狀態對軸流風機的性能造成了影響。
參 考 文 獻
[1]GB/T1236-2000工業通風機用標準化風道進行性能試驗[S].北京：中國標準出版社，2001.
[2]王海民.用標準化風室測試通風機流通性能方法的研究[D].上海：上海理工大學動力工程學院，2005：31-43.
[3]羅晟，祁大同，趙復榮，等.離心風機葉輪進口預旋的測量和分析[J].流體機械，2002，30(8)：6-7，34.
[4]陸明琦，顧建明.軸流風機的性能及其測試[J].流體機械，2004，32(6)：30-32.
[5]郭立君.泵與風機[M].北京：水利電力出版社，1986.
[6]張克危.流體機械原理[M].北京：機械工業出版社,2000.
[7]朱正林，徐治皋，殷忠明.進氣風室與進氣風管對風機性能測試的差異[J].風機技術，2003（3）：15-18.
[8]蔣旭平.風扇繞流的可視化和流場的特性研究[C].黃山：中國力學學會第二屆全國流動顯示學術會議論文集.1986，143-144.
如何維護和保養 鼓風機的安全運行及使用壽命,取決于正確而經常地維護和保養,并應注意任何 事故苗子,除了要注意一般性的維修規程外,還須著重注意下述各點:
(1)檢查各部位的緊固情況及定位銷是否有松動現象.
(2)鼓風機機體內部有無漏水漏油現象.
(3)鼓風機機體內部不能有結垢,生銹和剝落現象存在.
(4)注意潤滑油冷卻情況是否正常,注意潤滑油的質量,經常傾聽鼓風機運行 有無雜聲,注意機組是否在不符合規定工況下工作.
(5)鼓風機的過載有時不是立刻顯示出來的,所以要注意進排氣壓力,軸承溫 度和電機電流的增中趨勢,籍以判斷機器是否運行正常.
(6)拆卸機器前應對機器各配合尺寸進行測量,作好記錄,并在另部件上作好 標記,以保證裝配且能維持原來的配合要求.
7)新機器或大修后的鼓風機,油箱應加以清洗,并按使用步驟投入運行,建 議運行 8 小時后更換全部潤滑油.
8)維護和檢修應按具體使用情況擬定合理的維修制度,按期進行并做好記錄, 在正常條件情況下要求機組工作 1000 小時以后調換潤滑油,4000 小時以后小修 或檢查一次,每年大修一次并換有關易損件.
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