摘要：利用GB/T1236-2000規(guī)定的A型排氣風(fēng)室和進氣風(fēng)室對離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機分別進行性能測試對比，研究流量、靜壓、總壓及風(fēng)機效率等試驗結(jié)果存在的差異和分布的規(guī)律。通過大量實驗，在仔細分析實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上給出相應(yīng)的結(jié)論，并運用流體力學(xué)和流體機械的基本理論和原理對結(jié)論進行分析。
關(guān)鍵詞：通風(fēng)機；排氣風(fēng)室；進氣風(fēng)室；性能試驗；離心風(fēng)機；軸流風(fēng)機
0引言
　　為了測試通風(fēng)機的流通性能，GB/T1236-2000[1]中規(guī)定了多種試驗裝置和試驗方法，但在實際的測試應(yīng)用中，出現(xiàn)的問題引起了我們的注意：采用某一種風(fēng)室，對于同一臺風(fēng)機而言，可以采用排氣風(fēng)室和進氣風(fēng)室兩種風(fēng)室進行測量，那么這兩種測試方式結(jié)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(shù)設(shè)計
　　采用GB/T1236-2000中規(guī)定的A型風(fēng)室，流量的測量采用噴嘴作為節(jié)流元件，在此采用具有代表性的Φ80噴嘴，選用一臺離心風(fēng)機和一臺軸流風(fēng)機進行實驗，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
　　離心風(fēng)機：交流380V，流量4.5m3/min，全壓300Pa，功率120W；
　　軸流風(fēng)機：交流220V，流量6.0m3/min，全壓150Pa，功率30W。
2排氣風(fēng)室與進氣風(fēng)室測量時風(fēng)機工作狀態(tài)
　　當(dāng)用排氣風(fēng)室對風(fēng)機做性能測試時，風(fēng)機的出風(fēng)口接風(fēng)室進口端，風(fēng)機的進口壓力為大氣壓力，風(fēng)機對氣體做功后，使其壓力升高，風(fēng)室內(nèi)的壓力高于大氣壓力，相對壓力是一個正值，風(fēng)機是工作在正壓區(qū)；而當(dāng)用進氣風(fēng)室對其做性能試驗時，風(fēng)機的進風(fēng)口接風(fēng)室的出口端，出風(fēng)口端為大氣壓力，風(fēng)機做功時是在抽吸風(fēng)室內(nèi)的空氣，提高其壓力，并排向大氣中，因此，風(fēng)室內(nèi)的壓力低于大氣壓力，相對壓力是一個負值，風(fēng)機工作在負壓區(qū)內(nèi)。兩者的工作狀態(tài)發(fā)生了改變，進氣狀態(tài)不同[2]，見圖1。

3實驗結(jié)果分析
3.1離心風(fēng)機試驗結(jié)果的分析與探討見圖2~5。





　　一般而言，離心風(fēng)機的設(shè)計總是靠近效率最高處，偏向流量增大的某個點作為設(shè)計點，通過上面的試驗結(jié)果可以知道，靜壓、總壓、風(fēng)機靜效率和風(fēng)機效率在設(shè)計點（Q=3.0m3/min）附近兩種風(fēng)室測量的結(jié)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(dāng)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(guī)律性，即用排氣風(fēng)室測量的結(jié)果總是大于進氣風(fēng)室測量的結(jié)果。
　　在大流量區(qū)域內(nèi)，為什么排氣風(fēng)室測量值要比進氣風(fēng)室大？離心風(fēng)機在大流量的工況下運行時，風(fēng)機的動壓大，而動能大部分要在蝸殼內(nèi)經(jīng)過擴壓而轉(zhuǎn)變成壓力能，在擴壓過程中必然會產(chǎn)生壓力損失[3]。如果風(fēng)機出風(fēng)口接風(fēng)室的進口，那么上游的損失必然會對下游產(chǎn)生影響，增加了工程的管網(wǎng)阻力；而當(dāng)風(fēng)機進風(fēng)口接風(fēng)室的出口端時，風(fēng)機的出風(fēng)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(fēng)室測量的靜壓、總壓和效率等參數(shù)的值必然高于進氣風(fēng)室測量的結(jié)果，風(fēng)機的動壓越大，表現(xiàn)越明顯，這種現(xiàn)象已經(jīng)從測試結(jié)果中表現(xiàn)出來了。動壓越小，壓力損失也就越小，排氣風(fēng)室和進氣風(fēng)室的差值也就越小。


3.2軸流風(fēng)機試驗結(jié)果的分析與探討
　　從圖6可以看出，當(dāng)該軸流風(fēng)機在流量Q=2.6m3/min附近時，排氣風(fēng)室與進氣風(fēng)室測量的壓力（靜壓、總壓）值總有一個交點，當(dāng)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(fēng)室測量的結(jié)果大于用進氣風(fēng)室的測量結(jié)果；但是，當(dāng)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(fēng)室測量的結(jié)果卻小于用進氣風(fēng)室測量的結(jié)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(xiàn)得非常明顯。


　　對于軸流風(fēng)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(fēng)室的測量值也有一個交點，規(guī)律同壓力測量一樣，流量大于該點的值時，排氣風(fēng)室測試的效率值高于進氣風(fēng)室的測試的效率值，反之則相反。
　　從以上的測量結(jié)果可以看出，采用兩種風(fēng)室形式對軸流風(fēng)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(fēng)室作為基準，來研究偏差的分布規(guī)律。
　　從上面的偏差關(guān)系來看，當(dāng)流量大于2.6m3/min時，排氣風(fēng)室的測量總壓比進氣風(fēng)室測量的總壓最高偏差高達20%，當(dāng)流量小于2.6m3/min時，其最低偏差達27.3%；當(dāng)流量大于5.0m3/min時，排氣風(fēng)室的測量風(fēng)機效率比進氣風(fēng)室測量的效率偏差最高高達6%，當(dāng)流量小于5.0m3/min時，其最低偏差達5%。
　　通過上面的試驗結(jié)果，分別采用排氣風(fēng)室和進氣風(fēng)室對軸流風(fēng)機進行測試時，軸流風(fēng)機的測量結(jié)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(xué)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(fēng)機的流通特性。圖9為軸流通風(fēng)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(qū)域，分別對應(yīng)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(yīng)于圖9中的a區(qū)；
　　2）如圖10b所示，當(dāng)流量減小時，在動葉頂部最先出現(xiàn)逆流。進口端頂部渦旋產(chǎn)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(qū)；


　　3）當(dāng)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(xiàn)逆流，出口壓強進一步減小。見圖9中c區(qū)；
　　4）當(dāng)流量很小時，進口渦流加大，出口根部失速，導(dǎo)致逆流區(qū)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(yīng)于圖9中的d區(qū)。
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(fēng)室的壓力測量值大于進氣風(fēng)室的壓力測量值。這主要是由于排氣風(fēng)室與進氣風(fēng)室測量點的位置不同，噴嘴前的管網(wǎng)阻力小，噴嘴后的管網(wǎng)阻力大，因此在相同的流量下，進氣風(fēng)室壓力的測量值比排氣風(fēng)室小，因為軸流風(fēng)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(fēng)室測得的壓力偏差比較明顯。當(dāng)流量為2.6m3/min時，此時的風(fēng)室內(nèi)氣流流動的雷諾數(shù)Re約為5300，處在流動不穩(wěn)定區(qū)，如果流量繼續(xù)減小，雷諾數(shù)會繼續(xù)減小，逐漸接近層流，其流動情況特別復(fù)雜[8]。
3.2.3　　效率的相對偏差變化也存在拐點。
　　因為風(fēng)機的效率是一個計算的結(jié)果，與幾個測量值都有關(guān)，其測量結(jié)果出現(xiàn)圖7所示的情況是可能的。
4　結(jié)論
　　用標準化的排氣風(fēng)室和進氣風(fēng)室對離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機進行性能測試對比的結(jié)果表明，兩種測試方式所得到的結(jié)果存在很大的偏差，離心風(fēng)機和軸流風(fēng)機的偏差又具有不同的表現(xiàn)形式，具體闡述如下：
　　對離心風(fēng)機而言，偏差主要集中在靠近流量最大的區(qū)域，排氣風(fēng)室的靜壓、總壓、風(fēng)機全壓效率和靜壓效率的測量值大于進氣風(fēng)室的測量值。其主要原因是排氣風(fēng)室測試時，離心風(fēng)機的擴壓損失影響到了下游測量段的結(jié)果，而進氣風(fēng)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(wǎng)阻力增加，風(fēng)機靜壓的測量值增加，導(dǎo)致其它的性能參數(shù)隨之增大。
　　對軸流風(fēng)機而言，性能參數(shù)的偏差存在著拐點。當(dāng)流量大于該點流量時，排氣風(fēng)室測量結(jié)果大于進氣風(fēng)室測量結(jié)果；當(dāng)流量小于該點流量時，進氣風(fēng)室測量結(jié)果大于排氣風(fēng)室測量結(jié)果。這主要和兩個因素有關(guān)：一是靜壓的測量位置和管網(wǎng)的流動阻力；二是在流量比較小的情況下，風(fēng)室內(nèi)氣體的流動狀態(tài)對軸流風(fēng)機的性能造成了影響。
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如何維護和保養(yǎng) 鼓風(fēng)機的安全運行及使用壽命,取決于正確而經(jīng)常地維護和保養(yǎng),并應(yīng)注意任何 事故苗子,除了要注意一般性的維修規(guī)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(xiàn)象.
(2)鼓風(fēng)機機體內(nèi)部有無漏水漏油現(xiàn)象.
(3)鼓風(fēng)機機體內(nèi)部不能有結(jié)垢,生銹和剝落現(xiàn)象存在.
(4)注意潤滑油冷卻情況是否正常,注意潤滑油的質(zhì)量,經(jīng)常傾聽鼓風(fēng)機運行 有無雜聲,注意機組是否在不符合規(guī)定工況下工作.
(5)鼓風(fēng)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(yīng)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(fēng)機,油箱應(yīng)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(yīng)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(diào)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(guān)易損件.

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