VDI 2044-2002 Acceptance and performance tests on fans (VDI code of practice for fans).pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREAbnahme- und Leistungsversuchean Ventilatoren(VDI-Ventilatorregeln)Acceptance and performance testson fans(VDI code of practice for fans)VDI 2044Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft EnergietechnikAusschuss VentilatorenVDI-Handbuch EnergietechnikVDI-RIC

2、HTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedICS 23.120 November 20

3、02Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Allgemeine Gesichtspunkte . . . . . . . . . . 41.1 Anwendungsbereich der Regeln . . . . . . 41.2 Zweck der Versuche. . . . . . . . . . . . . 51.3 Ausfhrung und Umfang der Versuche . . . 51.4 Art der Versuche . . . . . . . . . . . .

4、. . 61.4.1 Versuche an Ventilatoren, die amBestimmungsort eingebaut sind . . . 61.4.2 Versuche an Ventilatoren auf dem Prfstand . . . . . . . . . . . . . . . 61.4.3 Modellversuche . . . . . . . . . . . 61.5 Zeitpunkt der Versuche . . . . . . . . . . . 71.6 Kosten der Versuche . . . . . . . . . . . .

5、 71.6.1 Versuche zum Nachweis von vereinbarten Betriebswerten(Abnahmeversuche) . . . . . . . . . 71.6.2 Wiederholung von Abnahme-versuchen. . . . . . . . . . . . . . . 72 Zeichen, Benennungen, Einheiten und Kenngren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1 Zeichen, Benennungen, Einheiten . . . . .

6、 82.2 Dimensionslose Kenngren . . . . . . . . 103 Grundbegriffe und Gegenstand der Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.1 Frderstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2 Druckerhhung . . . . . . . . . . . . . . . 143.3 Frderleistung . . . . . . . . . . . . . . . . 143.4 Spezifis

7、che Frderarbeit . . . . . . . . . . 153.5 Antriebsleistung Eingang Ventilatorwelle(Wellenleistung). . . . . . . . . . . . . . . 163.6 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . 16Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 General criteria . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . 41.1 Scope of applicability of the code of practice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Objective of the tests . . . . . . . . . . . . 51.3 Performance and scope of the tests . . . . . 51.4 Type of tests . . . . . . . . . . . . . . . . 61.4.1 Tests on fans installed at their place of servi

9、ce (”in situ tests“) . . . . . . 61.4.2 Tests performed on fans in standardized airways. . . . . . . . . 61.4.3 Model tests. . . . . . . . . . . . . . 61.5 Time of tests . . . . . . . . . . . . . . . . 71.6 Costs of tests . . . . . . . . . . . . . . . . 71.6.1 Tests for verification of agreedoperati

10、ng points (acceptance-inspection tests) . . . . . . . . . . . 71.6.2 Repetition of acceptance-inspection tests. . . . . . . . . . . . 72 Symbols, terms, units and characteristicsvariables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1 Symbols, terms and units . . . . . . . . . . 92.2 Dimensionless c

11、oefficients . . . . . . . . . 103 Basic terms and object of the tests . . . . . . 143.1 Flow rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2 Pressure increase . . . . . . . . . . . . . . 143.3 Fan air power . . . . . . . . . . . . . . . . 143.4 Work per unit mass . . . . . . . . . . . . . 153.5 Mecha

12、nical power output to the fan shaft . 163.6 Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Frhere Ausga

13、be: 8.93; 11.00 Entwurf,deutschFormer edition: 8/93; 11/00 draft, in German onlyInhaltlich berprftweiterhin gltigund unverndert2011JanuarB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein

14、 Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 2 VDI 2044Seite3.7 Wirkungsgrad des Ventilators einschlie-lich weiterer Teile der Anlage, nutzbareDruckerhhung und Einbauwirkungsgrad,insbesondere bei frei ausblasenden Ventilatoren . . . . . . . . . . . . . . . . 173.8 Darstellung der Kennlinien . . . . . . . .

15、 193.9 Betriebsgerusch . . . . . . . . . . . . . 213.10 Vereinbarungsfhige Betriebswerte . . . . 224 Vorbereitung und Durchfhrung der Versuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1 Versuchsplan . . . . . . . . . . . . . . . . 234.2 Beharrungszustand . . . . . . . . . . . . . 244.3 Druck hi

16、nter dem Ventilator . . . . . . . . 244.4 Versuche an Ventilatoren, die amBestimmungsort eingebaut sind . . . . . . 244.5 Versuche an Ventilatoren auf dem Prfstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.6 Modellversuche. . . . . . . . . . . . . . . 255 Messgerte und Messverfahren . . . . . . . . 26

17、5.1 Wahl der Messgerte und Messstellen . . . 265.2 Messung von Zustands- und Stoffgren . 275.2.1 Druckmessung . . . . . . . . . . . . 275.2.2 Temperaturmessung . . . . . . . . . 275.2.3 Messung der Gaszusammensetzung . 295.2.4 Messung der Feuchte . . . . . . . . 295.2.5 Bestimmung der spezifischen G

18、askonstanten . . . . . . . . . . . . 305.2.6 Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . 315.2.7 Kinematische Viskositt . . . . . . . 315.3 Messung der Druckerhhung . . . . . . . . 315.3.1 Gegenstand der Messung . . . . . . 315.3.2 Messstellen. . . . . . . . . . . . . . 325.3.3 Messgerte . . . . . . . .

19、. . . . . . 325.4 Messung des Volumenstromes . . . . . . . 335.4.1 bersicht ber die Messverfahren . . 335.4.2 Durchflussmessung mit Norm-blenden, Normdsen oder Normventuridsen . . . . . . . . . . 345.4.3 Messung der Geschwindigkeits-verteilung . . . . . . . . . . . . . . 355.4.4 Sonstige Messverfahr

20、en . . . . . . . 445.5 Messung der Antriebsleistung EingangVentilatorwelle (Wellenleistung) . . . . . . 445.5.1 Unmittelbare Messung. . . . . . . . 455.5.2 Mittelbare Messung . . . . . . . . . 455.6 Messung der Drehzahl . . . . . . . . . . . 465.7 Geruschmessung. . . . . . . . . . . . . . 46Page3.7

21、Efficiency of the fan (including further components of the system), effective pressure increase and in situ efficiency,particularly in the case of fans with free outlet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.8 Depiction of fan characteristics curves . . 193.9 Operating noise emissions . . . . . .

22、 . . 213.10 Operating points for agreement. . . . . . 224 Preparation and performance ot the tests. . . 234.1 Test schedule . . . . . . . . . . . . . . . . 234.2 State of equilibrium . . . . . . . . . . . . 244.3 Pressure downstream the fan. . . . . . . . 244.4 Tests performed on fans installed in t

23、heir working location . . . . . . . . . . . . . . 244.5 Tests on fans in standardized airways . . . 254.6 Model tests . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 Measuring equipment and measuring methods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.1 Selection of measuring equipment andmeasuring points

24、. . . . . . . . . . . . . . 265.2 Measurement of variables of state and materials data. . . . . . . . . . . . . . . . 275.2.1 Measurement of pressure . . . . . . 275.2.2 Measurement of temperature . . . . 275.2.3 Measurement of gas composition . . 295.2.4 Measurement of moisture content(”humidity“)

25、. . . . . . . . . . . . . 295.2.5 Determination of the specific gas constant . . . . . . . . . . . . . 305.2.6 Density . . . . . . . . . . . . . . . 315.2.7 Kinematic viscosity . . . . . . . . . 315.3 Measurement of pressure increase . . . . . 315.3.1 Object of measurement . . . . . . . 315.3.2 Meas

26、uring points . . . . . . . . . . 325.3.3 Measuring equipment . . . . . . . . 325.4 Measurement of volume flow rate . . . . . 335.4.1 Summary of measuring methods . . 335.4.2 Measurement of flow using standardized orifices, standardizednozzles or standardized venturinozzles. . . . . . . . . . . . . .

27、 . . 345.4.3 Measurement of velocity distribution . . . . . . . . . . . . . 355.4.4 Other measuring methods . . . . . . 445.5 Measurement of power at shaft . . . . . . 445.5.1 Direct measurement . . . . . . . . . 455.5.2 Indirect measurement . . . . . . . . 455.6 Measurement of speed of rotation . .

28、 . . . 465.7 Measurement of noise level . . . . . . . . 46B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 2044 3 Seite6 Auswertung . . . .

29、. . . . . . . . . . . . . . . 466.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 466.1.1 Bildung von zeitlichen Mittel-werten . . . . . . . . . . . . . . . . 466.1.2 Umrechnung auf die vereinbartenBetriebswerte . . . . . . . . . . . . 466.1.3 Mittelwerte fr Geschwindigkeit,Druck und spezifische Frde

30、rarbeit . 476.2 Messunsicherheiten. . . . . . . . . . . . . 496.2.1 Begrndung . . . . . . . . . . . . . 496.2.2 Unsicherheit des Versuchs-ergebnisses . . . . . . . . . . . . . . 506.2.3 Messunsicherheit des Gesamt-ergebnisses . . . . . . . . . . . . . . 506.2.4 Streubereich der Messwerte . . . . . 5

31、16.3 Grenzabweichungen der vereinbarten Werte (Bautoleranz) . . . . . . . . . . . . 526.4 Einhaltung der vereinbarten Betriebswerte 556.5 Umrechnung der Betriebsgren eines Ventilatortyps auf andere Baugren,Drehzahlen und Gase (in erster Linie beiModellversuchen). . . . . . . . . . . . . . 606.6 Aufw

32、ertungsformeln . . . . . . . . . . . . 616.7 Versuchsbericht . . . . . . . . . . . . . . . 62Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Beispiel A: Grubenventilator (zweiflutigerRadialventilator) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

33、4A1 Zweck der Versuche, zu prfendeBetriebswerte . . . . . . . . . . . . . . . . 64A2 Beschreibung der untersuchten Anlage. . . 64A3 Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66A3.1 Versuchseinrichtung und Versuchs-anordnung . . . . . . . . . . . . . . 66A3.2 Durchfhrung der Versuche . . . . . 66A4

34、 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . 67A5 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Beispiel B: Saugzugventilator (zweistufigerAxialventilator) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72B1 Zweck der Versuche, zu prfende Betriebswerte . . . . . . . . . . . . . . . . 72B2 Beschreibung der un

35、tersuchten Anlage. . . 73B3 Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74B3.1 Versuchseinrichtung und Versuchs-anordnung . . . . . . . . . . . . . . 74B3.2 Durchfhrung der Versuche . . . . . 74B4 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . 76B5 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . 79B6 Kri

36、tik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81B7 Messanordnungen und Expansionszahlenfr Einlaufmessdsen. . . . . . . . . . . . 82Page6 Evalulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466.1.1 Obtainment of a chronological average . . . . . . . .

37、 . . . . . . . 466.1.2 Mathematical conversion to the agreed operating points . . . . . . . 466.1.3 Mean values for velocity, pressure and work per unit mass . . . . . . . 476.2 Uncertainty of measurement . . . . . . . . 496.2.1 Background . . . . . . . . . . . . . 496.2.2 Uncertainty in test result

38、s . . . . . . 506.2.3 Measuring uncertainty of overall result . . . . . . . . . . . . . . . . . 506.2.4 Scatter range of data measured . . . 516.3 Limits for deviations from the agreedoperating points (constructional tolerances) . . . . . . . . . . . . . . . . . 526.4 Adherence to the agreed operati

39、ng points . 556.5 Mathematical conversion of operating variables for a fan type to other sizes, speeds and gases (primarily for model tests) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606.6 Scaling-up formulae . . . . . . . . . . . . 616.7 Test report . . . . . . . . . . . . . . . . . 62References . .

40、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Annex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Example A: Mine fan (twin-passage radial fan). . 64A1 Objective of the tests, operating points tobe verified . . . . . . . . . . . . . . . . . 64A2 Description of the system inspected . . . . 64A3 Measure

41、ment . . . . . . . . . . . . . . . . 66A3.1 Test equipment and test apparatus. . 66A3.2 Performance of the tests . . . . . . . 66A4 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . 67A5 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Example B: Induced-draft fan (two-stage axial fan) . . . . . . . . . .

42、 . . . . . . . . . . . . 72B1 Objective of the tests, operating points to be verified . . . . . . . . . . . . . . . . 72B2 Description of the system inspected . . . . 73B3 Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . 74B3.1 Test equipment and test apparatus. . 74B3.2 Performance of the tests . . . .

43、. . . 74B4 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . 76B5 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79B6 Critical discussion . . . . . . . . . . . . . 81B7 Measuring arrangements and expansion factors for inlet . . . . . . . . . . . . . . . 82B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368

44、C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 4 VDI 2044VorbemerkungDie unverndert rege Nachfrage nach der RichtlinieVDI 2044 Abnahme- und Leistungsversuche anVentilatoren“ sowie die Wnsche der V

45、entilator-hersteller und -betreiber, die Richtlinie auch in Zu-kunft einsetzen zu wollen, machten eine Neuausgabeerforderlich.Hauptzielsetzung bei der berarbeitung der Richt-linien war es, eine weitgehende Harmonisierung mitden neuen europischen Normen zu gewhrleistenohne die Handhabbarkeit der Rich

46、tlinie dabei einzu-schrnken. Whrend in den bisherigen Ausgaben derRichtlinien der Einfluss der Kompressibilitt bei derBestimmung des statischen Anteils der Frderarbeitbercksichtigt wurde, wird dies nun auch bei der Be-stimmung des dynamischen Anteils und bei der Ge-schwindigkeitsmessung eingefhrt. D

47、ie Bevorzu-gung der Netzmessverfahren nach der MethodeLog-Linear“ und Log-Tchebycheff“ trgt ebensozur Harmonisierung mit anderen Regelwerken beiund vereinfacht die Abnahme eines Ventilators nachunterschiedlichen Regelwerken, da die gleiche An-ordnung der Messpunkte verwendet werden kann.Die Bercksic

48、htigung der Kompressibilitt fhrtzwar zu komplizierteren Formeln, deren Handha-bung aber beim heute allgemein blichen Einsatz vonRechnern zur Auswertung als vertretbar angesehenwird, da die Programmierung in der Regel nur einmalerfolgen muss.Die wichtigsten Neuerungen sind: Unterscheidung zwischen st

49、atischer und Total-temperatur Bercksichtigung der Kompressibilitt bei derGeschwindigkeitsmessung ab Ma 0,2 Bercksichtigung der Kompressibilitt bei derBestimmung des dynamischen Anteils der Frder-arbeit Einfhrung der Netzmessverfahren Log-Linearund Log-Tchebycheff und Fortfall der Schwer-linienverfahren ohne RandausgleichDie Lesbarkeit der Richtlinie wird durch die Be-schrnkung bei der Darstellung von Gleichungen aufSI-Einheiten und die Reduzierung des Anhangs