1、TB 中华人民共和国铁道行业标准 TB/T 173386 内燃机车冷却风扇性能试验方法 19861224发布 19870701实施 中华人民共和国铁道部 发布 内燃机车冷却风扇性能试验方法 1. 总则 1.1. 适用范围 本标准适用于内燃机车轴流式冷却风扇性能特性试验。 1.2. 基本要求 1.2.1. 提交试验的冷却风扇必须符合有关国标和部标的规定， 同时还应是符合品周样和设计文件技术要求的合格产品。 1.2.2. 提交试验的冷却风扇必须事先进行超过额定转速15%的超速试验，持续15min，不得有变形或裂纹产生。 1.2.3. 各种测试仪表须按期作计量检定。 1.2.4. 试验台风洞、气道不
2、得漏气。 1.3. 试验项目 1.3.1. 冷却风扇性能试验是测试风扇气动特性的专门试验。 1.3.2. 冷却风扇试验需测试和计算风扇的全压H、功率N、全压效率随流量Q的变化关系。 2. 试验装置 2.1. 试验装置由风洞、风量调节装置、动力装置和传动装置等部件组成。 2.1.1. 风洞由入口集流器、蜂窝器、整流段、收缩段、测试段、扩散段和试验段组成。 3. 试验用仪器仪表 3.1. 测量流量用的仪器仪表 3.1.1. 空气流量用毕托管及其二次仪表0.01mm刻度的补偿式微压计测量。也可用精度相当的其它型流量装置测定。 3.1.2. 测量空气流量的风洞测量段的流场系数不低于0.95。 3.2.
3、 测量压力用的仪器仪表。 3.2.1. 测量段空气静压用毕托管及其二次仪表一级精度倾斜微压计测量。也可用精度相当的其它仪表测定。 3.2.2. 风扇前后的全压可用全压探针及其二次仪表一级精度倾斜式微压计或精度相当的其它微压计直接测量。 3.2.3. 风扇前后的全压也可用测量风扇前后的静压计算求得。静尽的测量是通过连通四个测压孔的测压管及其二次仅表倾斜式微压计测定。测压孔直径为12mm，均匀分布在风筒的同一横截面壁1上。测压孔中心应垂直于气流方向，其内表面不得有毛刺。静压的测量也可用静压排管测定。测压孔距风扇轮毂面的距离不少于200mm。 3.2.4. 大气压力用动槽式水银气压许或冀它型气压计测
4、量。 3.2.5. 大气湿度、温度用于湿球温度计测量。 3.3. 功率测量用仪器仪表。 3.3.1. 风扇输入功率用装在输入轴上的转速转矩传感器及其二次仪表转矩转速仪测定。也可用精度相当的其它型仪器仪表侧定。 4. 测试参数 冷却风扇性能试验应测试下列参数： 4.1. 测量及静压 hsto Pa 4.2. 测量段动压 hdo Pa 4.3. 风扇前静压 hst1 Pa 4.4. 风扇后静压 hst2 Pa 4.5. 风扇前全压 H1 Pa 4.6. 风扇后全压 H2 Pa 4.7. 风扇转速 n rmin 4.8. 输入轴扭矩 M N.m 4.9. 大气压力 B Pa 4.10. 干球温度 T
5、1，t1 K， 4.11. 相对湿度 % 5. 试验方法 5.1. 冷却风扇性能特性试验是用实物在专用试验合上进行。 5.2. 固定风扇的转速在某一规定值的工况下，将风量调节装置置于全开位置，当风扇转速稳定后，同时采点，测定和记录4.1至4.11条所指定的各参数值。相同试验点采点35次，求取各参数的平均值。 5.3. 保持风扇转速不变，改变风量调节装置的位置，按5.2条的方法进行试验和采点。在相同风扇转速下，风量调节装置的位置的改变应不少于六个，即进行不少于六个不同风量的试验点。 5.4. 按试验计算表程序计算风扇的全压H、功率N、效率和流量Q等参数，并绘制一组H=f(Q）、N=f(Q)、=f
6、(Q)的关系曲线，以及对应的无因次曲线。 25.5. 根据需要，可另选其它不同的风扇转速，按5.2至5.4条的程序和方法进行不同工况的性能试验和数据计算整理。从而又可得出其它不同转速下的性能特性试验结果。 6. 试验计算方法 6.1. 用毕托管测试流场时，平均动压的计算 221+=nhhhhdondododo式中：doh平均动压， Pa； 1doh、dondohh 2同一毕托管在同一截面不同半径测点处的实际动压， Pa； =dondondodohhhh ,11式中：毕托管校正系数； dondodohhh21,微压计动压读数，Pa。 6.2. 测量段空气平均流速w。的计算 doohw2= 式中：
7、w。空气平均流速， ms； hd。测量段中心点空气实际动压， Pa； P测量段空气密度， kgm3； 流场系数。 6.3. 风扇的全压H H=H2-H1=（hst2+hd2）-(hst1+hd1) =(hst2-hst1-hd1)+hd2 =Hst+Hd 式中： Hst=hst2-hst1-hd1 Hd=hd2 Hst风扇静压， Pa； Hd风扇动压， Pa； H风扇全压， Pa； H1风扇前全压， Pa； H2风扇后全压， Pa； hst1风扇前静压， Pa； hst2风扇后静压， Pa； 3hd1风扇前动压， Pa； hd2风扇后动压， Pa。 6.4. 风扇前动压hd1的计算 21112
8、=FQhd式中：hd1风扇前动压， Pa； Q风扇流量，m3s； 1风扇前空气密度（1），kgm3； F1风扇前测点处空气流通截面积，m2。 6.5. 风扇后动压hd2的计算 ()22222222422=dDQFQhd式中：hd2风扇后动压，Pa； Q风扇流量，m3s； 2风扇后空气密度(21)，kg/m3； F2风扇测点处空气流通截面积，m2； D叶轮直径，m； d轮彀直径，m。 6.6. 电机轴输出功率 nkWMnWMSnJMnJMN=00010472.010472.0/10472.0min/26.7. 当试验条件是在非标准状态时，风扇流量Q、压头H、功率N，转速n、空气密度p、效率的关系
9、式如下： 流量nnQQ00= 压头=0200nnHH功率=0300nnHH效率 。= 注脚“。”为标准状态，即压力760mmHg，温度20，相对湿度50%，大气密度为1.2kgm3。 4冷却风扇在机车使用条件下的参数换算也参照上式进行。 6.8. 当风扇用模型进行模拟试验时，模型与原型应满足下列关系 a.几何相似两风扇相对应的线性尺寸有同一比例常数，对应角度相等，叶片数相等。 b.运动相似两风扇对应点上气流速度三角形相似。 c.动力相似两风扇在相对应点上作用于气流的力成比例。 则原型与模型的流量Q，压头H、功率N、 密度p有下列关系： 2132121nnDDQQ= 2212212121=nnD
10、DHH3213212121=nnDDHH6.9. 其它参数的计算参照冷却风扇性能试验计算表。 序 号 项 目 符号单 位计 算 公 式 11 大 气 压 力 B Pa 测 定 2 干 球 温 度 t1 测 定 3 相 对 湿 度 % 测 定 4 饱和水蒸汽压力 ps Pa 查 表 5 饱和水蒸汽密度 ps kgm3查 表 6 测 量 段 静 压 hstoPa 测 定 7 测量段空气密度 kgm3( )()ssstothB +=12731013672932.18 测量段中心动压 hdo Pa 测 定 9 测量段空气平均流速 W0 ms /2doohw = 10 空 气 流 量 Q m3s Q=F
11、。w。 11 风扇后静压 hst2 Pa 测 定 12 风扇后动压 hd2 Pa 2222=FQhd513 风扇前静压 hst1 Pa 测 定 14 风扇前动压 hd1 Pa 2112=FQhd15 风扇后全压 H2 Pa H2=hst2+hd2 16 风扇前全压 H1 Pa H1=hst1+hd1 17 风 扇 全 压 H Pa H=H2-H1 18 全压空气功率 N1 kW N1=QH1000 19 风 扇 转 速 n rmin 测 定 20 电机轴扭矩 M N.m 测 定 21 电机轴输出功率 N kW N=0.00010472M.n 22 传 动 效 率 m % 23 风扇输入功率 N
12、2 kW N2=Nm 24 风 扇 效 率 % 10021=NN 冷却风扇性能实验计算表 风扇型号 转速、风门位置及数据 n= rmin 计 算 公 式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10定 定定 表表 定()()ssstothB+12731013672932. 6定 /2doh F。W。定 222=FQ定 212=FQ22 dsthh += 11 dsthh += H2-H1 QH1000 定 定 =0.00010472M.n mN = 10021=NN7序 号 项 目 符号 单位 计 算 公 式 25 风 扇 面 积 F m224DF= 26 风扇圆周速 度 U mS 60Dnu=
13、27 试验室空气密度 a kgm3( )()SSatB +=12731013672932.1 28 流 量换算系数 KQ M3S KQ=Fu 29 压 力换算系数 KH Pa 2uKaH= 30 功 率换算系数 KN kW KN=KQKH1000 31 流 量 系 数 Q KQQQ /= 32 压 力 系 数 H HKHH /= 33 功 率 系 数 N NKNN /2= 34 全 压 换 算 值(标准) H。 Pa 2.1HHHOO= 35 功 率 换 算 值(标准) N。 kW 2.122NNNOO= 36 全 压 换 算 值(使用) OH Pa =HHO37 功 率 换 算 值(使用)
14、ON kW =2NNO8转数，风门位置及数据 n= rmin 计 算 公 式 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10()()sSt+1273367293000 2.12.12N 复核人 计算人 9附 录 A 主要符号表 (补 充 件) 量的名称 符号 单位 大气压力 B Pa 干球温度 t1，T1 ，K 相对湿度 % 测量段静压 hsto Pa 测量段空气密度 kgm3测量段中心动压 hdo Pa 测量段空气平均流速 w。 ms 测量段横截面积 F。 m2空气流量 Q m3s 风扇前静压 hst1 Pa 风扇后静压 hst2 Pa 风扇前动压 hd1 Pa 风扇后动压 hd2 Pa 风扇前全
15、压 H1 Pa 风扇后全压 H2 Pa 风扇全压 H Pa 全压空气功率 N1 kW 风扇转速 n rmin 输入轴扭矩 M N.m 风扇输入功率 N2 kW 传动效率 m % 风扇效率 % 10附 录 B 单位换算表 (参考件) 1bar=103Pa=103Nm21mbar=102 kgfm21mmH20=1kgfm2=9.80665Pa981Pa 1kgf.m=9.80665Nm 9.81N.m=9.80665J 1kgf.ms=9.80665Js=9.80665W 1马力=75kgf.ms=735499W 附加说明： 本标准由铁道部标准计量研究所提出。铁道部大连内燃机车研究所归口。 本标准起草单位：铁道部科学研究院机车车辆研究所。 本标准起草人：方昌烈、黄奕锦、李素燕。 11
