1、前言通风机性能试验是通风机设计 生产 检验中必不可少的项目 随着我国经济与科技的发展 对于国外引进的通风机技术和产品及我国出口国际市场的通风机产品 必须对其质量和水平进行严格的考核和认定对于同一台通风机由于采用不同的试验装置或不同的国家标准 往往会导致通风机性能试验结果的差异 因此 在进 出口通风机产品质量考核中要求执行的必须是合同双方均能接受认可的或在国际上公认的权威性试验标准工业通风机用标准化风道进行性能试验 是目前世界上通风机性能试验的最新国际标准 通风机空气动力性能试验方法 是在我国贯彻执行的国家标准 该标准已贯彻了十几年 随着通风机产品的不断改进和提高 满足市场需要的各种新型通风机产
2、品也不断推出 通风机的性能试验方法也应不断完善和改进本标准在技术内容和编写规则上等同采用 工业通风机用标准化风道进行性能试验 等同采用是为了加快我国通风机专业采用国际标准工作的步伐 缩短与国际标准和国外先进标准间的差距 使我国标准尽快与国际标准接轨 其目的是为了提高我国通风机产品的质量水平 以便适应国际贸易 技术进步和市场经济的需要本标准和附录尊重原文 在技术内容上未作修改 在结构层次 编写方法上未作变动 保持与原文一致 但对原文中出现的错误 如在标准原文中多处出现的名词术语 参数的符号和公式表达及装置图中尺寸标注上的不完全统一等 经核实和确认后进行了更正本标准正文中所涉及到的引用标准应以执行
3、我国对应的国家标准 行业标准为原则如应按 执行引用标准中 如现在尚未查到该标准的原文版本和对应的国内标准在本标准附录 中所涉及到的相关标准如现在尚未查到该标准的原文版本本标准的附录 附录 附录 都是标准的附录本标准的附录 附录 都是提示的附录本标准从实施之日起同时代替本标准由国家机械工业局提出本标准由全国风机标准化技术委员会归口本标准起草单位 沈阳鼓风机研究所本标准主要起草人 姜韵竹 郭庆富 陈凤义 陈明良将出版 修改版将出版前言国际标准化组织 为各国标准团体 会员国 的世界性联盟 其国际标准的起草工作通常是通过 技术委员会进行的 每个会员国对技术委员会所确定的课题感兴趣有权参加委员会讨论各国
4、际机构政府性的及非政府性的 与 取得联系 也可参加工作 在电气技术标准所有事务上同国际电气技术委员会密切合作由本技术委员会采纳的国际标准草案传阅给各成员体投票 作为国际标准出版要求至少 的成员体投票同意才算通过国际标准 由 工业通风机 技术委员的分委员会 用标准化风道进行通风机性能试验 制定附录 附录 和附录 构成本国际标准的整体部分 附录 和附录 仅供参考引言本国际标准为来自世界通风机工业和研究机构的主导专家经近 年的讨论 比较试验及仔细分析的结果多年以前就已证明在不同国家中所制订的通风机性能试验规范始终不能导致相同结果长时间以来就已明显的需要一国际标准 于 年开始其工作 多年来已有重大进展
5、虽然国际标准本身尚未出版 但次后各国际标准版本间已导向更趋一致在某些基本点上一致的情况下来完成本国际标准现已成为可能 应考虑到试验设备 特别是大型通风机的试验设备是很昂贵的 并且需要把从各国规范中提出的许多装置包括在目前国际标准中以认可其将来使用 这就全然说明本文件的意义本标准的基本特征如下装置类型 因为连接到通风机出口和或入口的管道改变了其性能 因此应一致同意承认这四种标准装置的类型四种装置类型有型 自由进口和自由出口型 自由进口和管道出口型 管道进口和自由出口型 管道进口和管道出口适用于一个以上装置类型的通风机将具有一个以上的标准化性能特性 用户应选择最接近其应用的装置类型公用部件根据不同
6、的试验规范对相同的通风机进行试验所得出的差异主要取决于在通风机出口处的流谱 对小型通风机通常尤其重要 必须把用于通风机的所有标准化试验风道邻近通风机进口和 或出口都有公用部分 有总的协议以保证通风机压力确定的一致性这些公用部件的几何变化受到严格限制然而对一些特殊情况已达成习惯协议对于离心式或横流式无出口涡流的通风机在排向大气或风室测试情况下采用 所述简化出口管道不带整流器这是可允许的对于大型通风机 出口直径超过 在出口处用包含整流器的标准化公用风道进行试验可能是困难的 在这种情况下 各有关方达成协议可采用 所述的装置 在出口侧有 长度的管道进行通风机性能测试 采用这种方法所得结果在某种程度上可
7、能不同于采用通常 型装置的方法所得结果 特别是如果通风机产生大涡流时 要确定可能差异值仍然是一待研究的课题计算把通风机压力定义为通风机出口的滞止压力与通风机进口的滞止压力之差 在要求高精度时 一定要考虑到空气的可压缩性 在此 在基准马赫数不超过 时 可采用简化的方法产生于 的分委员会 的特设小组工作的计算通风机基准截面的滞止压力和流体静压的方法 在附录 中给出对于通风机输出功率和效率计算建议三种方法 所有这三种方法都给出很相似的结果 对于压比等于 仅有千分之几的差异流量测量 流量的确定已完全与通风机压力确定分离开来 可采用许多标准化方法测量中华人民共和国国家标准工业通风机用标准化风道进行性能试
8、验代替将出版 修改版国家质量技术监督局 批准 实施范围本标准适用于除专为空气循环而设计的风扇 例如 屋顶吊扇和台扇 之外的各种型式的工业通风机性能的测定本标准提出了对测量误差的估算和给出了模型试验情况下 在规定的试验范围内 转速 输送气体和规格变化试验结果的换算规则引用标准下列标准所包含的条文 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准出版时 所示版本均为有效 所有标准都会被修订 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性流量测量节流装置用孔板 喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量封闭管路内的流体流量的测定 使用皮托静压管的速度场法流体流量的测定 误差的估算空气的分布和空气的扩散
9、测量空气输送管道内空气流量方法的准则旋转电动机械 第 部分 通过试验确定旋转电动机械的损失和效率的方法 牵引车辆除外直接作用指示模拟电气测量仪表及其附件 第 部分 电流表和电压表的特殊要求直接作用指示模拟电气测量仪表及其附件 第 部分 功率表和无功伏安计的特殊要求直接作用指示模拟电气测量仪表及其附件 第 部分 频率表的特殊要求定义本标准适用于 中给出定义和下列定义注 本标准中使用的全部符号同它们的单位在第 章中列出管路的截面积管路截面 的面积通风机进口面积取空气输送装置上游段末端的界面作为通风机进口平面 通常 取机壳进口平面的总面积作为进口面积通风机出口面积取空气输送装置下游段始端的界面作为通
10、风机出口平面 通常 取机壳出口平面的总面积作为出口面积温度热敏元件测得之空气或流体的温度绝对温度热力学温度注 本标准中 表示绝对温度 表示摄氏温度气体常数对于理想干气体状态方程为对干空气等熵指数对于理想气体和等熵过程常数对于大气等压比热对于理想气体等容比热对于理想气体压缩性系数对于理想气体对于实际气体并且 是 和 的函数式中 气体的临界压力气体的临界温度某一点的滞止温度滞止温度是在无能量或无热量交换的情况下 理想气体流动的等熵滞止点的绝对温度 滞止温度在风道内是不变的 对进口风管来讲 则等于试验环境中大气的绝对温度某一点的静态或流体温度静态或流体温度是热敏元件以流体速度移动下记录的绝对温度对于
11、实际气流式中 某一点的流速在风管内流速增长时 静态温度下降干球温度干球温度是在试验环境中 靠近通风机进口或风道进口的干热敏元件测得空气温度湿球温度湿球温度是由吸湿绳覆盖且露在空气中的湿热敏元件测得的空气温度当正确测量时 大致接近绝热饱和温度截面 的滞止温度规定风道截面面积上平均滞止温度的时间平均值截面 的静态或流体温度规定风道截面面积上静态或流体温度的时间平均值某一点的绝对压力在相对于周围空气静止时的某一点测得的绝对压力大气压力通风机平均高度的自由大气的绝对压力表压当基准压力是测量点的大气压力时的压力值 该值可能是正值 也可能是负值某一点的绝对滞止压力在流动气体中 某一点测得之绝对压力 如果该
12、气流通过等熵过程而静止式中 是在该点的马赫数 见马赫系数某一点动压的修正系数 由下式给出马赫系数可按下式计算某一点的动压此压力按该点空气的速度 和密度 进行计算某一点的马赫数某一点的气体速度和声速之比式中 是声速是湿气体的气体常数某一点的滞止表压绝对滞止压力 和大气压力 之差质量流量单位时间内通过规定风道截面的空气质量对时间的平均值注 质量流量在通风机风道系统内 除泄漏外 的各截面上是相同的截面 的平均表压在规定风道截面上表压对时间的平均值截面 的平均绝对压力在规定风道截面上绝对压力对时间的平均值截面 的平均密度由绝对压力 和静态温度 计算的流体密度式中 是湿气体的气体常数截面 的容积流量规定
13、风道截面的质量流量除以该截面的平均密度值截面 的平均速度规定风道截面上的容积流量除以该截面面积注 这是气体速度在截面上垂直分量对时间的平均值截面 的常规动压由规定风道截面上的平均速度和平均密度计算的动压注 常规的动压将小于该截面动压的平均值截面 的马赫数规定风道截面上的平均气体速度除以声速截面 的平均滞止压力用该截面上的马赫系数 修正的常规动压 与平均绝对压力 之和注 此平均滞止压力可以按下列表达式进行计算截面 的滞止表压该截面上平均滞止压力 和大气压 之间的差进口滞止温度气体速度小于 的一个截面上 靠近通风机进口的试验空间中的绝对温度在此情况下进口滞止温度可以认为等于环境温度进口滞止密度由进
14、口滞止压力 和进口滞止温度 计算的密度进口滞止容积流量质量流量除以进口滞止密度通风机压力通风机出口滞止压力和通风机进口滞止压力之差值当马赫数小于 时注 通风机压力与装置类型 或 有关通风机动压通风机出口的平均动压 由质量流量 出口平均气体密度和通风机出口面积进行计算通风机静压通常规定为通风机压力减去用马赫系数修正的通风机动压注 通风机静压与装置类型 或 有关平均密度进口和出口密度的算术平均值平均滞止密度进口和出口滞止密度的算术平均值通风机单位质量功通过通风机的单位质量流体机械能的增加可按 中的规定进行计算所获得之值与按上式求得之值只差千分之几注 应与装置类型 或 有关通风机单位质量静功注 应与
15、装置类型 或 有关通风机压比通风机出口截面的平均滞止绝对压力与其进口截面的平均滞止绝对压力之比压缩性修正系数通风机对空气作的机械功与同样质量流量 进口密度和压比的不可压缩流体作的功之比假设多变压缩在通风机机壳无热传导的情况下 所作功由叶轮功率推导出由下式给出式中注 和 相差小于通风机空气功率常规的输出功率为质量流量与通风机单位质量功的乘积或进口容积流量 压缩性修正系数 和通风机压力的乘积注 与装置类型 或 有关通风机静空气功率常规的输出功率为质量流量 与通风机单位质量静功的乘积或进口容积流量 压缩性修正系数和通风机静压 的乘积 用 计算注 与装置类型 或 有关叶轮功率供给通风机叶轮的机械功率通
16、风机的轴功率供给通风机轴的机械功率电机输出功率电机或其他原动机的输出轴功率电机输入功率电机驱动装置端子上供给的电功率叶轮转速通风机叶轮每分钟的转数叶轮旋转频率每单位时间通风机叶轮的转数叶轮叶尖速度叶轮叶片外缘的圆周速度圆周马赫数等于圆周速度与通风机进口滞止条件下气体声速之比的无量纲参数通风机叶轮效率通风机空气功率 除以叶轮功率注 应与装置类型 或 有关通风机叶轮静效率通风机静空气功率 除以叶轮功率注 应与装置类型 或 有关通风机轴效率通风机空气功率 除以通风机轴功率注 通风机轴功率包括轴承损失 而通风机叶轮功率不包括这一损失注 应与装置类型 或 有关通风机电机轴效率通风机空气功率 除以电机输出
17、功率注 应与装置类型 或 有关总效率通风机空气功率 除以通风机和电机组合的电机输入功率注 应与装置类型 或 有关进口密度与平均密度的比通风机进口的流体密度除以通风机内平均密度截面 的动能系数等于通过所确认的面积 的时间平均流通量的动能除以通过该面积的对应于平均空气速度的动能的无量纲系数式中 是绝对速度是垂直于截面的速度注 通常 和截面 的动能指数无量纲系数 等于截面 上的单位质量的动能与通风机的单位质量功之比截面 的雷诺数确定流动状态的无量纲参数 常用作标度参数 该参数是就地速度 就地密度及相关标准长度 风管直径 叶片弦长 的乘积除以动力粘度常规损失系数风管截面 和 之间的摩擦损失的无量纲系数
18、 用截面 的速度和密度计算对于不可压缩流体符号和单位符号本标准适用于下列符号和单位符号术语国际单位制管路截面 的面积壁面压力孔的孔径风管正交截面的宽度排出系数声速等压比热等容比热孔板或喷嘴喉道直径皮托静压管滞止压力孔径管路流量计上游段的圆形管道内径矩形管道段水力直径 截面积截面积周长圆形管道截面 内径叶轮外径截面 动压修正的马赫系数重力加速度矩形管道截面的高度相对湿度截面 上的动能指数试验结果换算时使用的系数通风机密度比计算通风机空气功率 用的压缩性修正系数计算通风机静空气功率 用的压缩性修正系数马赫数截面 上的马赫数进口滞止条件下截面 的参考马赫数叶轮的圆周马赫数孔板面积比叶轮的旋转频率叶轮
19、的转速流体的绝对压力通风机平均高度上的大气压表压绝对滞止压力某一点的滞止表压截面 上的滞止表压某一点的动压截面 上的流体空间和时间的平均绝对压力截面 上的流体空间和时间的平均表压截面 上的流体空间和时间的平均滞止绝对压力截面 上的常规动压饱和蒸汽压力水蒸汽的分压通风机压力通风机静压通风机动压管路流量计的上游平均绝对压力管路流量计的下游平均绝对压力供给通风机轴的机械功率电机输入功率驱动机输出轴有效功率供给通风机叶轮的机械功率通风机空气功率通风机静空气功率质量流量容积流量对应于标准使用条件的通风机进口上游滞止条件下的容积流量截面 上的容积流量压比流量计压比对于流量计干空气或气体的气体常数湿空气或气
20、体的气体常数截面 上的雷诺数环境温度气压表温度干球温度计温度湿球温度计温度截面 上的静态温度截面 上的滞止温度叶轮周速或叶尖速度的相对误差的绝对误差与相同某一点气体速度截面 上的气体平均速度通风机单位质量功通风机单位质量静功状态方程中的压缩性系数对于理想气体计算压缩性修正系数 使用的系数 第一种方法计算压缩性修正系数 使用的系数 第二种方法截面 的平均高度管路内流量计的流量系数面积 的截面 上的流体动能系数 假设孔板或喷嘴内径与风管上游段直径之比孔板或喷嘴内径与风管下游段直径之比差压气压表和通风机平均高度之间的高度差膨胀系数截面 和 之间的常规损失系数 用截面 计算效率静效率通风机轴效率总效率
21、通风机电机轴效率通风机效率通风机静效率截面 上的滞止温度截面 上的静态温度环境温度管路内流量计的上游静态温度等熵指数 对于理想气体通风机功率系数一个直管道直径长度的摩擦损失系数动力黏度气体密度截面 上的气体平均密度通风机内气体平均密度流量系数通风机单位质量功系数角速度运动黏度下标试验通风机进口试验通风机出口进口侧风道内的压力测量截面出口侧风道内的压力测量截面进口侧测量时喉道或 下游测孔截面出口侧测量时 上游或 测孔截面进口侧测量时 上游或 测孔截面出口侧测量时喉道或 下游的测孔截面试验空间的环境大气气压表试验截面的中心点流量测量装置的下游通风机与合同中规定的特性相关的保证参数通风机基准面 进口
22、 出口静态条件饱和条件滞止条件与合同中规定的特性相关的试验参数相对于流量测量装置上游的空气条件从截面 截面 的风道段概述通风机单位质量功的上限为 当通风机平均密度 时 相当于通风机压力增大约等于标准化风道下试验的工作流体应是大气 其压力和温度应在正常大气范围内有 种装置类型 对应有四种性能特性型 自由进口 自由出口型 自由进口 管道出口型 管道进口 自由出口型 管道进口 管道出口通风机性能不能看作是不变的 例如 如果速度分布图是扭曲的或有涡流 通风机压力流量的特性曲线可按上游段的流体流量进行修正虽然下游段流动一般不可能影响通过叶轮的流量 而下游段管道的损失可以按通风机出口流体流量进行修正通风机
23、流量 压力及效率的测量和计算方法在第 章和附录 中规定 这种方法是在考虑到马赫数效应和密度变化的情况下 建立的关于可压缩流动的方法 同时也提出了基准马赫数小于和 或通风机压力小于 时的简化方法在本标准中使用绝对压力和温度进行计算 但是也提供使用表压的当量表达式通常与下述各项相符通风机装置类型 和 在通风机进口的上游段应提供一公用风管段 以便模拟长直进口风管通风机装置类型 和 在出口压力测量段的上游 应提供与通风机出口相邻的公用风管段包括一个标准化流体整流器 一个有 个辐射叶片的整流器或格栅整流器 以便模拟一个长直出口风管当试验装置 型打算模拟一个现场装置而有一个短管道排向大气时 该试验通风机应
24、装有与通风机出口相同形状的风管 而风管的长度为 倍的当量直径对于大型通风机 出口直径 在 采用 型装置进行试验 在出口侧的用包括整流器标准化公用风道下进行试验可能很困难 在此情况下 有关各方应协商一致 通风机的性能可采用 中所述的装置 在出口侧有长度为 的风管进行测量 以这种方法获得的结果与在进口侧和出口侧使用公用风管所获得之结果在某种程度上有所不同 特别是在通风机产生大的涡旋的情况下 更是如此按照惯例 通风机进口和通风机出口的动能系数 应认为等于压力测量仪表气压表试验空间的大气压力应在通风机进口和出口段中心之间的平均高度上确定 其误差不应超过直读汞柱型气压表应读出最接近的 或最接近的 汞柱的
25、读数 气压表应按标准进行校准 并对读数的汞密度与标准值的差 由于温度造成的刻度长度的变化以及就地 值进行校正如果预定刻度适于仪表区域 值 内 和室温 在 内 校正可以是不必要的如果无液型或压力传感型气压表的校准精度为 则可以使用上述气压表 并且在试验时检查校准气压表应装在试验室内的通风机进口和出口的平均高度上 对于超过 的高度差 应加上校正值 其中 是气压表套管或气压表传感器的高度 是通风机进口和出口之间的平均高度 是就地的重力加速度值 是环境空气密度压力计测量差压的压力计的误差 在稳定压力条件下以及加上校准校正值 包括校准温度的温差和 值的校正值 不得超过有效压力的 或 取较大者应采用有效压
26、力为通风机额定负载时的滞止压力或在测定额定容积流量时相应压力计工作的差压 额定负载在正常情况下 接近通风机特性的最佳效率点压力计在正常情况下应是垂直的或倾斜的液体圆柱型的 但是 可以采用带有指示或记录仪表的压力传感器 而且要有同样的精度和校准要求校准应在连续稳定的压力下进行 使压力顺序升高和降低以检查差值基准仪表应是精密的压力表或微压计 该表可以读出精度为 或 取较大者压力计的阻尼压力计读数的快速波动可通过阻尼进行限制 这样做便于估计在有效压力的 范围内的平均读数 阻尼可以是接压力计的空气接头或者是仪表管内的液体 该阻尼应是线性的 而且型式应能保证在两个方向中的任一方向的移动阻力是相同的 阻尼
27、不应过大 以致阻止了较慢变化的正确指示 如果发生上述现象 则应取足够数量的读数 以便确定在 的有效压力范围内的平均数压力计的检查液柱压力计应在其试验位置进行检查 以确定其校准是否接近有效压力 斜管压力计应经常进行液位检查 必要时 应重新检查校准 所有压力计的零读数 在每次连续读数之前和之后 在仪表无干扰的情况下 均应进行检查压力计的位置压力计或压力传感器的零位高度应是压力测量截面的平均高度 见图图 获得压力计平均静压和高度的测孔连接风道内平均压力的测定测量方法应使用符合 要求的各种压力计 该表一端接壁测孔或接压力测量平面内皮托静压管组的压力接头为确定此平面的平均静压 压力计的另一端应敞开与试验
28、室内的大气压力相通为了确定通风机压力测量平面对应的差压 压力计的一端或两端可接至按照 布置的 个测孔接头之间壁测孔的使用在第 章和第 章中规定的标准化风道内 进行压力测量的每一截面上 平均静压取按结构布置的 个壁孔的静压平均值测孔的结构每一个测孔的孔形均是通过风道壁的孔 它符合图 中所示的尺寸范围 增补的范围见第章流量测量装置使用的孔 孔应仔细地钻 使孔与风道内表面垂直 并且平齐 而且要将所有内部突出部分去掉 孔的边应倒圆 其最大允许值为孔径 应不小于 不大于 和不大于当风道流速与通风机进口和出口速度相当时 则需要特别注意 在这种情况下 孔应位于风道直段处 该处没有接头或其他不规则的部分 距上
29、游段 下游段 的距离 为风道直径 当风道非常大时 实际上是不能满足此条件的 在这种情况下 可以采用 中规定的皮托静压管法位置和连接当采用圆柱形风道时 个孔应等距分布在圆周上 当采用矩形风道时 该孔应位于 个侧面的中心位置 个相似的孔可以接至单个的压力计上 它们连接如图 所示合格检查应注意 要保证所有管子和接头均无堵塞和漏泄 并且应将液体排净 在进行连续观察之前 个测孔的压力应在最大流量处连续进行单独测量 如果测得之 个读数中的任何一个读数对于超过了 或对 超过 范围时 为平均表压 孔和压力计接头应进行检查 看其是否有缺陷 如果检查未发现缺陷 则应检查流量是否稳定注 平均表压为当测量流量时在额定
30、流量下通过喷嘴或孔板两端的压力 或者是在压力测量时的额定通风机压力图 管壁压力测孔的结构皮托静压管的使用在圆形风道适当的压力测量平面内 应至少选择 个点 该 个点应等距 对称轴线位于圆周 距离壁大约为风道直径的 或者 当采用矩形风道时 距每一壁中心为管道宽度的 在稳定流量条件下 应在每一点取静压读数 并进行平均计算另一方面 如果需要 个分开的皮托静压管的静压接头可以接在一起 以便得到 和图 中所述方法的单一的平均读数温度测量温度计经校准后的测量温度的仪表精度 应为温度计位置当将探头放入风道内进行温度测量时 其测量精度则是流体速度的函数测量的温度不是滞止温度 也不是静态温度 而是它们之间的值 通
31、常接近滞止值如果空气速为 时 滞止和静态温度之间的差为 空气速度为 时 相同的差为当静态温度为 时如果在空气速度小于 的管段内进行测量时 测量温度假定等于滞止和静态温度因此 进行通风机进口上游段滞止温度或试验风道的滞止温度的测量 限制在空气速度在的管段内或在进口风室内进行为了测量平均滞止温度 则应将一个或几个探头以管径中心对称布置 直立在适当截面内不同高度的直径上 探头应屏蔽以防受热表面的辐射如果不能满足上述要求时探头可置于风道内水平直径上至少距管壁 或风道直径的以较小者为宜湿度试验室内的干球和湿球温度应在可以记录试验风道进气条件的位置进行测量 仪表应隔离以防受热表面的辐射湿球温度计应置于流速
32、至少为 的空气流内 套管应清洁 而且与球接触良好 还应用清水保持湿润如果仪表使用的精度为 则可进行相对湿度的测量转速的测量通风机轴的转速通风机轴的转速应在每一测试点的试验期间 定期进行测量以确保平均轴转速的误差不超过不应使用对试验通风机转速或通风机性能有大的影响的测量装置采用方法举例测量期间转速的数字计数器在测试期间内 计算的脉冲数不应小于 通过计数器的启动和停止使计时装置自动启动 而且计时装置的误差不得大于计算脉冲总数所需时间的转数计数器计数器不应有滑动 并且每个读数周期不小于直接指示的机械或电气转速表此转速表不应有滑动 而且在使用前和使用后应进行校准 这种仪表的刻度最小分度不应大于测量转速
33、的闪光测频法除非提供的是按其已知频率或者是在 范围测量进行了检查的 否则 这种测频法在使用前和使用后 应对照标准转速进行校准频率计当通风机是由同步电机或感应电机直接驱动时 通过电源频率的测量可以计算转差频率 频率计的误差不应大于 即 按 的规定 精度等级指数为采用较低等级指数即较小误差 的仪表是允许的 为了可以直接计算 使其误差不超过轴转速的应使用指示转差频率的装置输入功率的测定测量精度在规定性能范围内的通风机输入功率应通过某种方法来测定 这种方法包括平均试验点的每次有效读数使其结果误差不超过通风机的轴功率当测定的功率是通风机轴的输入功率时 可采用以下的方法反应式测力计借助于托架式或力矩台式测
34、力计测量力矩 确定负载的精度为 确定的力矩臂长度精度应达到在每次试验前和后 应检查零力矩的平衡 配重 其差值应在试验期间测得之最大值的 范围内扭矩仪扭矩采用误差不超过 的测量扭矩的扭矩仪进行测量 为了进行校准 已确定负载的精度为被测量的力矩臂长度精度应达到 在每次试验前和后 均应检查零力矩的平衡 配重 和读出系统的量程 在每次检查时 其差值应在试验期间测得之最大值的 范围内采用电气测量法测定轴功率损失求和法直接驱动的电机的输出功率 采用 中规定的损失求和法 按照其电器输入功率进行推导为此 应在每一试验点上测量电压 电流 转速当采用交流电机时 应进行输入功率和感应电机的转速差的测量和通风机未连接
35、时电机的空载损失的测量校准的电机直接驱动的电机 输出功率要按制造厂和用户均可接受的效率校准进行测定 电机应负载运转足够的时间 以保持其在正常操作温度下进行运转 电源应在规定范围内 即电压频率为电气仪表在按 或 中所述进行通风机试验时 应采用下述方法之一 进行电机的输入功率测量对于交流电机 采用双瓦特表或积分功率表方法对于直流电机 采用测量输入电压和电流的方法采用标准化风道进行试验时 进行上述测量采用的仪表应按 和 中规定的等级指数 并在其上加上校准校正值 或者采用等级指数为 的仪表 此时 不必加校准校正值叶轮功率除非叶轮是直接装在电机轴上 否则 确定通风机叶轮轮毂的输入功率是必要的 以便从轴功
36、率中减去轴承损失和挠性联轴器中的损失 这可以通过在同样的转速下 将叶轮取下 进一步进行运转 并且测量由于轴承摩擦而造成的转矩损失进行确定 如果必要 通风机叶轮可以由等量重物 具有可以忽略不计的气动损失 替代以提供相似的负载传动系统在采用标准化风道进行试验时 在通风机和功率测量点之间应避免有传动系统的插入 除非在这种传动形式中 在规定操作条件下 可以可靠地确定其传递损失或者所规定的输入功率包括这种传递损失尺寸的测量和面积的确定流量测量装置用于流量测量的喷嘴 孔板和风道的尺寸应符合其使用的相应各条款中规定的公差尺寸公差规定的风道部件长度在制造后应进行测量 而且应符合试验方法的要求 其公差应在范围之
37、内另有说明的除外规定的风道部件直径在制造后应进行测量 而且应符合试验方法的要求 其公差应在 范围以内 另有说明的除外截面积的确定尺寸测量有效的尺寸测量应取自风道的参考横截面 以便确定标准化风道和其他轮廓清晰的规则段内的横截面面积 公差在 以内圆形管段圆形管段 在测量截面上至少取 个直径测量值的算术平均值作为等于该管段的平均直径 直径的位置是按截面内的相等角定位 如果两个相邻直径之间测量之差大于 测量直径的数量应加倍 圆形管段的面积按下式求得式中 测量直径的算术平均值矩形管段矩形管段的宽度和高度应沿等距并平行于宽度和高度的 条线进行测量 如果两相邻宽度或高度之间的差大于 则在此方向的测量数应加倍
38、 应取各测量宽度的算术平均值作为该管段的平均宽度并且应取各测量高度的算术平均值作为该管段的平均高度 应取平均宽度乘以平均高度的值作为该管段的截面积空气密度 湿气体常数和黏度的确定试验环境中的空气密度 湿空气的气体常数和截面 的平均密度试验环境的空气密度按下列表达式求得式中 是环境绝对温度 开尔文度干温度 见是空气中的水蒸汽分压是干空气的气体常数当 是水蒸汽的气体常数湿空气的气体常数 则按下式求得注 对于标准空气风道截面 的平均空气密度可按下列表达式求得蒸汽压力的确定当在通风机进口采用干湿球湿度计测量空气湿度时 蒸汽分压 按下列表达式求得式中 为干球温度为湿球温度当 在 时当 小于 时是在湿球温
39、度 下的饱和蒸汽压力的值表 所列为温度 时的饱和蒸汽压力值可按下列表达式求得在 和 之间在 和 之间也可以直接测量空气相对湿度 按下式求得式中 是按照上述公式用 代替 时计算的干球温度 下的饱和蒸汽压力空气黏度的确定在 范围内 可以使用下式求得动力黏度运动黏度 由下面表达式给出表 饱和水蒸汽压力 为湿球温度 的函数湿球温度 饱和水蒸汽压力表 完湿球温度 饱和水蒸汽压力流量的确定概述流量的测定可按 和 的规定进行 用这种方法测得流量符合本标准的要求 本标准规定的不同流量测量方法均适用于通风机试验 而且在每一种情况下 均给出了相应的测量误差流动实际上应无涡流 保证这种条件的措施见试验方法在这种放宽
40、的条件下 允许采用两种基本的流量测量方法 使用管路内流量计或横动法管路内流量计 标准的一次装置可以使用的流量计有文丘里喷管 孔板 锥形进口和进口喷嘴 前两种流量计可以接在风管的进口或出口以及两段风管之间使用 锥形进口和进口喷嘴只可在接至从自由空间吸入空气的风管进口使用 上述仪表和可以使用的简化装置的要求见第 章和通过管路内差压流量计的质量流量一般表达式如下式中 质量流量喉道直径上游密度差压流量系数膨胀系数正常情况下 应为流量计上游流体温度当流量计位于试验通风机进口侧时或式中 或 是由辅助通风机提供的功率是流量计上游管道的面积对于进口孔板或进口喷嘴当流量计在试验通风机出口侧时或采用迭代法求得 值
41、对于给定的装置 是压比的函数 而 是雷诺数的函数 这些系数值见第 章 表 和表图 图 和图 图管路内流量计的差压测量 其误差不应超过 的观察值与每一流量元件相关的流量系数误差值见第 章 按照 规定通过对照改进了的或校准的标准装置校准此装置 通常可以减少管路内流量计装置 符合此放宽条件 相关的误差为了便于选择流量计的型式和规格 在图 中给出了与每一种型式相关的损失 以下游段风管内动压的倍数表示 也示出了通过每一种装置的大约差压值文丘里喷管对接近空气流的干扰具有相对小的压力损失和较小的灵敏度 特别是孔板 压力损失较大 而且 如果通风机特性扩展达到最大容积流量时 则要求辅助增压通风机 在进行通风机特
42、性曲线上的一个以上预定点试验时 与流量测量的同时孔板可提供控制压降 而这可能是有用的性能管路内流量计通常用于试验室内的试验 然而 如果装置满足第 章中规定的相应要求这种流量计也可用于现场试验横动法应在管道的数个位置上测量就地速度 采用积分法 以求得管道内的平均速度 在横向平面内测量管道的截面积则可计算流量 见第 章和第 章在标准化风道内 应使用符合 要求的皮托静压管 见图 中 和图 标准的一次装置的压力损失及差压试验结果的计算概述根据所采用的试验方法 按照单个试验点的测量确定通风机性能的专用说明见第 第 章一般情况下的可压缩流体流动的计算方法在本章中说明 其简化计算方法于 中单位整个计算使用的
43、单位应是第 章中给出的 国际单位制 其结果也用此单位表示 即用帕斯卡表示压力 用瓦特 表示功率 用每秒立方米 表示容积流量温度本标准中 在截面 上测得的平均温度假设是滞止值 而不是流动的温度或高速下稍有降低的静态温度 静态温度 按 确定 并且用于流体状态方程中计算密度按照本标准的规定 试验风道内的空气特性应看作是绝热的 因为这种空气来自大气 除了在试验通风机内没有热能或机械能的增高 因此 在通风机上游段的各截面内的滞止温度 应为常数而且应等于试验场地的环境温度当试验风室上游段使用辅助通风机时除外通风机出口滞止温度 和下游段风道内的滞止温度等于通过通风机的温升加上通风机的进口滞止温度 而该温升取
44、决于叶轮功率 质量流量 和等压比热注 在上述表达式中 对于空气时的 可以取作 作为第一次近似值注 当电机完全浸在空气流中时 应由电机输入功率 代替在无上述条件应用时 例如叶轮功率未测量 则应采用测量装置 例如 温度计 测量滞止温度测量时 将测量装置按照 的规定插入风道内的速度不超过 的位置 假如此位置正好接近基准截面在截面 上流体的静态温度 低于测量的滞止温度或在该截面上推导出来的温度 此温度用马赫数 和滞止温度 表示如下其比值 作为 函数绘制图 中因为 通常是未知数 所以 应按下列各项计算 按照 的规定进行质量流量滞止温度截面积截面 处的压力 或滞止压力马赫数和参考条件概述在采用标准化风道进
45、行低压通风机试验时 通常要使空气流速充分地降低 这样使其对参数 如气体压力 温度和密度的影响达到可以忽略的程度 在进行高 中压通风机试验时 除非基准马赫数小于对应于标准空气流速 否则 应在压力 温度和密度的滞止值和静态值之间进行鉴别马赫数值为 作为上述进行鉴别的界线基准马赫数为了快速鉴定上述范围 对由于空气流速造成的压缩现象应予以考虑 基准马赫数 按下式确定假设空气参考条件是试验环境的条件 在温度 压力和密度的滞止值和静态值之间进行鉴别的基准马赫数等于截面 的马赫数按照截面 确定的平均速度 除以同一截面的声速 即式中 和图 和 作为 的函数的变化当已知 和 时 和 的计算假设和和 作为 的函数
46、在绘出在图 中当已知 和 时 和 的计算假定马赫数 由给出对于 和作为 的函数绘出在图 中图 和 作为 的函数的变化图 作为 的函数的变化在截面 处的密度 及平均速度 的计算如果马赫数 是根据 或 中计算的 由下式截面 的平均速度可以按下面表达式确定式中通风机压力按国际上的协议 通风机压力 被定义为在通风机出口处的滞止压力和在通风机进口处的滞止压力之差 即在任何风管或风室截面 面积 的滞止压力 由 给出其中 截面 处的动压 由 与 确定马赫系数 作为 的函数由表达式给出 见 式中 时 并作为 的函数绘制在图 中注 当马赫数 小于 试验风道截面 上的滞止压力 和较早标准中使用的全压 的差在低速下
47、非常小注 通风机压力也可以定义为通风机出口处滞止表压和通风机进口处的滞止表压之差按国际上的协议 通风机静压 定义为在通风机的出口处的静压和通风机进口处的滞止压力之差 即当截面 的 和 已知时 由下述方法计算在 按 确定之后 由下面表达式给出作为 的函数在图 中示出按照 和图 确定由试验管道截面 上测量的表压 来计算通风机基准截面上的滞止压力假定通风机进口或出口截面面积 对于进口 出口试验管道的测量截面面积 对进口 出口 见图截面 上的绝对静压由 给出 并且按照和 按 计算基准截面处滞止压力由给出式中 是对截面 计算的截面 和截面 间的能量损失系数 计算按照对于出口试验管道对于进口试验管道注 对
48、于进口试验管道或进口风室 为负值注 也可以写成图 作为 的函数的变化在通风机基准截面处流体压力的计算通风机基准平面中流体的静止压力 按照 计算 由 和 得出图 测量平面和基准平面进口容积流量本标准中流量测定方法是对质量流量 的确定 在无泄漏的情况下 在整个风道系统中不变进口容积流量可以表达为在进口滞止条件下容积流量 即通风机空气功率和效率建议三种方法第一种由单位质量功的概念导出另外两种使用容积流量和压力概念及流体可压缩性效应的修正系数计算得出这三种方法给出相同的结果 对于压比等于 时不超过千分之几由通风机单位质量功来计算通风机空气功率和效率式中和 按照 来计算通风机空气功率 等于 的乘积各种效率由 和供给通风机的各种功率计算得出 即通风机效率通风机轴效率通风机电机轴效率总效率由通风机容积流量和通风机压力来计算通风机空气功率和效率式中 进口滞止条件下的容积流量通风机压力压缩性修正系数以 中相同的方法由各种输入功率来计算各种效率用 系数计算推荐的两种方法 它们精确地给出相同结果注 由这一方法计算的通风机空气功率始终小于按照 计算的空气功率压缩性修正系数 的计算压比 的计算为式中 按照 的通风机压力通风机进口处的滞止压力假定并且 作为压比 和系数 的函数在图 中绘出注 和 的差小于 其中
